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Full text of "La Chaleur solaire et ses applications industrielles"

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CHALEUR -S-ÛLAIRE 



iPPUCiTIONS INDUSTRIELLES 



T#UIIS. -- IMPRIMERIE ERNEST MA2EREAI' 
H, rue Richelieu, 41 



LA 



CHALEUR SOLAIRE 



ET SES 



APPLICATIONS INDUSTRIELLES 



PAR 



A. MOUCHOT 



3 5 Gravures interoalées daiis le texta 



OP 1 ,• 







PARIS 

GAUTBIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE 
i>E l'École impériale polytechnique, ou Bureau des LoNgituves 

5.1, Quai des Augustins, SS 

1869 






GiFT OF 
AIBS; THERESE F. COLj> 






AVANT-PROPOS 



Cet ouvrage traite d'une nouvelle branche d'ap- 
plications qui peut avoir la plus grande influence 
sur l'avenir de certaines contrées. 

Trouver un moyen pratique de recueillir et d'uti- 
liser directement les rayons solaires au profit de 
Tagriculture et de Tindustriedans les régions les plus 
chaudes du globe : tel est le problème que Tauteur 
s'est proposé de résoudre. En même temps qu'il 
fait connaître les principes sur lesquels s'appuie la 
solution qu'il en donne, et les essais tentés dans 
cette voie depuis l'antiquité jusqu'à nos jours, il 
expose les résultats de ses propres expériences pen- 
dant près de dix années consécutives, résultats qu'il 
croit décisifs. 

Ces expériences datent de 1860; l'auteur s'en est^ 
assuré la priorité par un brevet pris le 4 mars 1861 , 
sous le n* 48,622; mais, comme il ne voulait pas 
faire de ce brevet un objet de spéculation, il a pu 
Tabandonner dès Tannée 1862, lors de l'accueil fa- 
vorable que reçurent à l'atelier impérial de Meudon^ 
ses premiers essais. 

S. M. l'Empereur qui, par ses encouragements et < 



178720 



— VI — 

son illustre exemple, donne une iiiipulsion si vive 
aux recherches scientifiques, a dîiîgné s'intéresser 
ainsi, presque à leur début, aux nouvelles applica- 
tions de la chaleur solaire. L'aut iur eut été dans 
rimpossibilité de mener ses expériences à bonne fin 
sans la haute sollicitude dont il a été Tobjet dans 
cette circonstance. Puissent les efforts qu'il a faits 
pour essayer de s'en rendre digne, et les résultats 
importants qu'il croit avoir obtenus, témoigner à la 
fois de sa reconnaissance et de l'utilité des applica- 
tions qu'il propose ! 

L'auteur saisit en même temps cette occasion de 
proclamer les nombreuses marques de bienveillance 
qu'il a reçues de M. le commandant de Verchère de 
Refiye, directeur de l'atelier d'études de Meudou. II 
s'empresse également de remercier de leur concours 
amical, ou de leurs bons avis, MM. Jules Mariette 
et Victor Jacquot, attachés au même établissement; 
M. Coquet, chef-dessinateur de la compagnie d'Or- 
léans; M. Maillot, préparateur à l'École normale 
supérieure, à Tobligeance duquel il doit d'utiles 
renseignements historiques; enfin, la plupart des 
professeurs de sciences avec qui ses fonctions l'ont 
mis successivement en rapport. 

A diverses reprises, les journaux se sont occupés 
des nouveaux essais relatifs à l'emploi de la cha- 
leur solaire. Dans la séance du 17 septt>mbre 1864, 
M. Faye, membre de Tlnstitut, ayant bien voulu 
rappeler, à propos d'une communication de M. Ba- 



— Vil — 

binet, une expérience que Fauteur avait faite sous 
ses yeux dans le courant de 1861, plusieurs jour- 
naux parlèrent avantageusement de ce premier 
essai; ce fut un encouragement pour Fauteur, qui 
s'occupait activement alors de la construction de 
chaudières solaires. Plus tard, quand vers la fin de 
1868, la nouvelle arriva que le célèbre ingénieur . 
Ericsson venait d'inveiiter, aux États-Unis, des ma- 
chines solaires à vapeur et à air chaud, la réclama- 
tion de Tauteur fut encore favorablement accueillie 
par la plupart des grands journaux de Paris. Enfin, . 
lorsque par les soins de S. E. M. le Ministre de l'in- 
struction publique, les résultats des essais relatifs 
aux applications de la chaleur solaire furent soumis 
à rinstitut, MM. les rédacteurs des Revues scienti- 
fiques se montrèrent presque tous favorables aux 
vues de l'auteur. Qu'il lui soit donc permis de re- 
mercier de leurs encouragements ces défenseurs 
éclairés de la cause du progrès. 

A. MOUCHOT, 

Professeur au Lycée de Tours. 

Tours, 2 juin 1869. 




CHALEUR SOLAIRE 



CHAPITRE PREMIER 

Sommaire. — Le soleil est une source calorifique des plus intenses ; preuve 
expérimentale. — Rôle de la chaleur solaire à la surface du globe; elle y 
entretient le mouvement et la vie.— Transformation de la chaleur en travail; 
équivalent mécanique de la chaleur. — La chaleur solaire est la source des 
seuls travaux naturels que l'homme ait su jusqu'à présent recueillir. — 
Possibilité d'emmagasiner directement le travail de la chaleur solaire ; avan- 
tages qui doivent en résulter pour certaines contrées. — Nouveau récepteur 
solaire; sur quels principes en est fondée la théorie; moyen facile et peu 
coûteux de produire assez vite au soleil une température élevée sur une 
surface de chauffe indéfinie. — Plan de l'ouvrage. 

Les observations les plus récentes, malgré les précieux 
indices qu^elles ont fournis relativement à la constitution 
du soleil, sont encore loin de suffire pour fixera cet égard 
Topinion des savants. Cependant si Deluc a pu, vers la fin 
du dernier siècle, soutenir avec quelque apparence de rai- 
son que les rayons solaires ne sont pas cliauds par eux- 
mêmes et n'engendrent la chaleur qu'en atteignant les 
parties les plus basses de la surface terrestre, on ne doute 
plus aujourd'hui que la température du soleil ne soit fort 
élevée. Voici d'ailleurs un des faits qui viennent à l'appui 
de cette opinion. Lorsqu'on reçoit derrière une vitre les 
rayons solaires on en ressent la chaleur à peu près comme 
à l'air libre. Or, les vitres présentent la singulière propriété 
d'intercepter presque totalement la chaleur obscure et 
même celle d'un feu de bois ordinaire, tandis qu'elles se 
laissent instantanément traverser par les rayons émanant 

1 



— 2 — 

d*une source calorifique intense, telle que le fer en fusion. 
L analogie nous conduit donc à assimiler la température 
du soleil à celle de nos plus ardentes fournaises. Si l'on 
observe en outre que par suite de son prodigieux éloigne- 
ment ce vaste foyer n'envoie à la terre que des rayons 
extrêmement affaiblis, on ne peut que s étonner de la puis- 
sance d'une source calorifique capable de produire à une 
pareille distance de semblables efiets. 

A une époque comme la nôtre, où les progrès de la 
physique ont déjà permis, non-seulement d'évaluer avec 
exactitude l'intensité de la radiation solaire à la surface 
du globe, mais encore d'apprécier mieux que jamais le 
rôle de la chaleur dans les machines, il était naturel d'exa- 
miner s'il ne serait pas possible aux habitants de certaines 
contrées d'emmagasiner au profit de leur industrie les 
rayons du soleil et de se ménager cette ressource gratuite 
au moyen de récepteurs aussi faciles à construire que peu 
dispendieux. Telle est la question que nous nous propo- 
sons de traiter dans cet ouvrage en faisant connaître à la 
fois les détails qu'il nous a été donné de recueillir à ce sujet 
et les résultats de nos propres expériences. Nous espérons 
prouver de la sorte que, si l'inégale transparence du verre 
pour les rayctns calorifiques d'espèces différentes a déjà 
permis de concentrer la chaleur solaire sous des châssis 
vitrés, on peut, moyennant quelques modifications appor- 
tées à un appareil aussi simple, attendre du soleil des ser- 
vices fort importants dans les régions privilégiées où le 
ciel reste longtemps pur. Pour plus de clarté, nous com- 
mencerons par un examen rapide du rôle de la chaleur so* 
laire à la surface du globe. 

La terre n'est, à vrai dire, qu'une vaste serre chaude 



- 3 - 
relativement aux espaces célestes. Lair qui lenvironne de 
toutes parts forme autour d'elle une atmosphère transpa- 
rente analogue à une immense cloison vitrée ; car il est 
prouvé que ce gaz se comporte comme le verre à Tégard 
des rayons calorifiques, c'est-à-dire qu'il livre immédiate- 
ment passage à la chaleur du soleil en même temps qu'il 
s'oppose au rayonnement du sol. Cependant, cette enve- 
loppe aérienne évidemment destinée à protéger sur la terre 
l'existence des êtres organisés, ne suffirait pas seule à rem- 
plir une pareille tâche. En effet, une atmosphère d'une 
extrême pureté, tout en affaiblissant dans une certaine 
mesure la radiation solaire ne saurait en modérer conve- 
nablement l'ardeur. De plus, elle ne préserverait la sur- 
face terrestre du refroidissement qu'à la condition de res- 
ter immobile et comme stagnante. Or, ce calme absolu de 
l'atmosphère est incompatible avec les effets de l'insola- 
tion ; car, les couches d'air inférieures en s'échauffant au 
contact du sol dans les contrées équatoriales tendent sans 
cesse à s'élever pour aller retomber au loin dans les ré- 
gions les plus froides, tandis que l'air moins dilaté et par 
conséquent plus lourd de ces dernières régions s'écoule 
vers la zone torride afin d'y combler les vides qui s'y for- 
ment ; d'où résultent pour l'équilibre atmosphérique des 
perturbations continuelles, cause immédiate des vents. 
Ainsi, la trop grande pureté de l'air présenterait le double 
inconvénient de n'empêcher ni l'extrême chaleur du jour, 
ni le froid glacial des nuits : de là des conditions excessive- 
ment défavorables à l'existence des êtres organisés. Il fal- 
lait pour combattre ces influences pernicieuses l'interven- 
tion d'un voile toujours prêt à se déployer ou à disparaître 
suivant le besoin. C'est alors que l'eau dut commencer à 



— 4 — 

remplir le rôle important qu elle joue dans Téconomie du 
globe. On serait tenté de croire au premier abord qu entre 
ce liquide et lair le plus pur la ligne de démarcation est 
des mieux tranchées ; il n'en est rien cependant. L'air, 
sans même avoir besoin de changer d'état, se dissout 
constamment dans Teau pour y entretenir la vie, et Teau 
se mélange pareillement à lair en s'y répandant sous forme 
de vapeur. Or, la seule présence de la vapeur d'eau dans 
l'atmosphère suffit pour maintenir entre des limites con- 
venables les variations thermométriques de la surface ter- 
restre. En effet, lors même qu'elle reste invisible, cette 
vapeur diminue déjà la transparence de l'air pour la cha- 
leur au point de rendre tolérables et l'ardeur du soleil et 
le rayonnement nocturne du sol. Mais c'est particuUère- 
ment quand le froid la condense en nuages qu'elle exerce 
avec énergie cette double influence. Car, d'un côté les 
nuages renvoient à la terre la clialeur qu'ils en reçoivent, et 
de l'autre ils interceptent la radiation solaire jusqu'à ce 
qu'elle les fasse repasser à l'état de vapeur invisible, ou 
que le froid les précipite sur la terre. Disons de plus que, 
tout en mettant le sol à l'abri des grands écarts de tempé- 
rature, riiumidité de l'air est indispensable à l'existence 
des animaux et des plantes dont les organes se desséche- 
raient dans une atmosphère privée de vapeur d'eau. L'en- 
semble des phénomènes qui concourent à produire ces 
résultats importants contitue d'ailleurs une des harmonies 
les plus admirables de la nature, puisqu'il faut alors que 
l'eau réduite en vapeurs par les rayons du soleil s'élève 
dans l'air en vertu de sa légèreté relative ; qu'elle s'y con- 
dense en nuages par l'effet du refroidissement; puis, qu'elle 
retombe sur la terre à l'état de pluie ou de neige, et qu'elle 



— 5 - 

retourne enfin par les artères fluviales au sein des lacs et 
des mers pour y reprendre bientôt le cours de ses péré- 
grinations. 

En résumé, les mouvements de l'atmosphère et là circu- 
lation de leau dans cette enveloppe gazeuse sont, aussi 
bien que les phénomènes électriques résultant de pareilles 
vicissitudes, l'œuvre du soleil. Toutefois, ce n'est là qu'une 
des phases de la lutte engagée entre cet astre et la pesan- 
teur. Car, si cette dernière enchaîne en quelque sorte les 
corps pondérables à la surface de la terre, le soleil en les 
dilatant les soustrait à sa puissance et tend sans cesse à 
les mettre en mouvement. On peut même dire qu'à l'ex- 
ception des marées, produites en grande partie par la lune, 
et de quelques autres phénomènes dus à la chaleur cen- 
trale du globe, tout déplacement observé sur la terre est 
un résultat de l'influence du soleil. Mais, sans parler ici 
des courants superficiels ou sous-marins que cet astre 
produit dans l'Océan, du magnétisme qu'il développe dans 
l'écorce du globe ou des changements qu'il apporte à la 
structure des montagnes dont les glaciers déchirent les 
sommets et dont les fleuves charrient les débris jusqu'au 
fond des mers, bornons-nous à rappeler comment par une 
transformation suprême il entretient le mouvement des 
animaux. 

Les rayons solaires ne versent pas seulement sur notre 
globe la lumière et la chaleur, ils y répandent encore des 
influences chimiques sans lesquelles les êtres organisés 
ne pourraient que s'étioler et mourir. On sait, en effet, 
que loin du soleil les végétaux perdent la faculté de dé- 
composer les aliments qu'ils puisent dans l'air ou dans le 
sol et de s'assimiler par suite les principes nécessaires à 



- 6 ~ 
leur accroissement. Quant aux animaux, s*ils ne semblent 
pas tout d abord dépendre au même degré de la radiation 
solaire, ils ont besoin pour atteindre leur développement 
complet d'en subir de temps à autre les salutaires in- 
fluences. D'ailleurs, ils ne pourraient sans elle prolonger 
longtemps leur existence ici-bas, et la raison en est^que : 
semblables aux machines mues par le feu, ils exhalent 
constamment dans lair, en guise de fumée, un gaz qui 
finirait par les asphixier si les plantes ne le décomposaient 
sans relâche sous Faction directe du soleil. Les animaux 
ont, en effet, pour fonction spéciale de se mouvoir, et, 
comme toute machine thermique, ils n'arrivent à produire 
le mouvement qu'en brûlant du combustible. Aussi, leur 
nourriture est-elle exclusivement organique et le carbone 
y entre-t-il pour une large part : ce carbone est porté par 
la digestion dans leurs veines où il se consume lentement 
en dégageant plus ou moins de chaleur ; puis, il est exhalé 
dans lacté de la respiration sous forme de gaz acide car- 
bonique, gaz impropre à l'entretien de la vie animale, et 
que les végétaux décomposent sous l'influence des rayons 
solaires, afin de s'en approprier le carbone et de mettre en 
liberté l'oxygène, principe de la combustion. Les végétaux 
à leur tour deviennent la nourriture des animaux herbi- 
vores; ceux-ci, la proie des carnivores ; et c'est ainsi que 
le soleil' fait circuler comme dans un tourbillon la vie à la 
surface du globe. On peut donc caractériser sa double in- 
fluence sur les êtres organisés, en disant qu'elle a pour but 
d'emmagasiner le combustible dans les végétaux et de per- 
mettre aux animaux de convertir ce combustible en mou- 
vement. Il est bon d'ajouter toutefois que le carbone ab- 
sorbé par les végétaux n'est pas exclusivement affecté à la 



— 7 — . 

nourriture du règne anîmal, et qu'il sert encore à consti- 
tuer le bois dont la combustion nous préserve des rigueurs 
de l'hiver en nous restituant sous une autre forme la cha- 
leur bienfaisante du soleil. Rappelons enfin que Thomme a 
su joindre à cette provision de combustible une nouvelle 
richesse destinée à alimenter longtemps son industrie, en 
allant chercher dans les mines de houille les débris de la 
végétation luxuriante qui Ta précédé sur la terre. 

Tel est l'ensemble des principales influences dont nous 
avons cru devoir retracer le tableau, afin de rendre plus 
inteUigibles les considérations où nous allons entrer. 

Les propriétés si diverses qu'on vient de reconnaître aux 
rayons solaires n'ont pas médiocrement contribué à modi- 
fier les vues des physiciens sur la chaleur, la lumière et 
l'électricité. Depuis Newton, la tendance générale était de 
regarder ces agents impondérables comme des fluides dis- 
tincts. Mais on a fini par n'y voir, conformément à l'opi- 
nion de Descartes, que des mouvements particuliers impri- 
més à l'éther, fluide éminemment subtil, qui remplit l'es- 
pace en pénétrant tous les corps. Comme d'ailleurs toute 
matière en mouvement représente un certain travail, ou, 
en d'autres termes, équivaut à l'élévation verticale d'un 
poids à une hauteur déterminée, on a été naturellement 
conduit à chercher l'équivalent mécanique des diverses 
vibrations de l'éther. Or, l'une des plus belles conquêtes 
de notre époque est d'avoir résolu ce problème pour la 
chaleur ; car on sait maintenant que le travail correspon- 
dant à une élévation de température d'un degré produite 
dans un kilogramme d'eau est de 425 kilogrammètres 
environ, ou qu'il suffirait pour soulever à la hauteur 
d'un mètre un poids de 425 kilogrammes. 



— 8 — 

Mais, s'il est vrai que toute chaleur puisse être convertie 
en travail, il est à présumer que le soleil offre sous ce rap- 
port dans les contrées méridionales de grandes ressources 
à lagriculture et à Tindustrie. Cette conjecture semble, au 
reste, d autant plus rationnelle que déjà la chaleur solaire 
est pour ainsi dire la source des seuls travaux naturels 
que riiomme ait su jusqu a présent détourner à son pro- 
fit. On ne peut guère, en effet, compter parmi ces travaux 
que ceux qui résultent de lemploi du combustible, des 
moteurs animés, des cours d*eau et du vent. Or, comme 
on vient de le voir et comme le fait si bien observer sir 
John Herschel dans son Traité d astronomie, « ce sont les 
rayons du soleil qui donnent naissance aux vents ; ce sont 
encore eux qui forcent les eaux de la mer à circuler en 
vapeur, à arroser les continents et à produire les sources 
et les rivières ; c'est enfin par leur action vivifiante que 
sont élaborés au sein de la matière inorganique les végé- 
taux qui alimentent les animaux et l'homme, et constituent 
les strates charbonneux où celui-ci a su trouver un im- 
mense dépôt de force vive. » On le voit donc, sous quelque 
forme qu'elle emprunte le concours des agents naturels, 
l'industrie humaine ne relève que du soleil. Ajoutons qu'elle 
est encore loin de recueiUir la majeure partie du travail 
engendré sur la terre par cet immense foyer. Mais, si, 
comme l'expérience l'a depuis longtemps établi, la chaleur 
reçue en très-peu de temps par une surface de médiocre 
étendue soumise à l'insolation est considérable; si, de plus, 
il est facile de préserver cette surface du refroidissement 
et de lui conserver sur le milieu qui l'environne un excès 
de température de plusieurs centaines de degrés, il est 
clair qu'on peut se proposer d'emmagasiner directement 



— 9 — 

le travail de la chaleur solaire et d'accroître ainsi d une 
manière notable la portion de ce travail qu'utilise déjà 
riiomme. On comprend d'ailleurs toute l'importance d'une 
pareille conquête pour les régions où le soleil est ardent 
et l'atmosphère longtemps pure ; car, c'est le plus souvent 
dans ces régions que l'énergie des moteurs animés, les 
cours d'eau et le combustible font défaut : comme si la 
nature les avait dotées d'une provision suffisante de travail 
en les inondant de chaleur. A peine est-il besoin d'ajouter 
que, si les rayons solaii:es peuvent constituer, pour cer- 
tains clioiats, une ressource précieuse au point de vue des 
applications mécaniques, il en sera certainement de même 
pour les besoins ordinaires de la vie. 

Notre but, ainsi que nous l'avons déjà dit, étant de 
prouver qu'il est possible de construire à peu de frais une 
sorte de réservoir où s'accumule la chaleur solaire comme 
l'eau d'un courant dans un barrage, nous allons d'abord 
donner une idée des principes sur lesquels repose la théo- 
rie de l'appareil ; après quoi, nous réunirons dans quelques 
chapitres les détails historiques et surtout les données ex- 
périmentales relatives à cette même question. 

Tout corps bon conducteur offrant une grande surface 
de chauffe, ou plutôt d'insolation, sous une épaisseur assez 
faible, peut rapidement atteindre au soleil une tempéra- 
ture supérieure à celle de l'eau bouillante. Cette assertion 
parait d'abord s'accorder assez mal avec ce qui se passe 
habituellement sous nos yeux : car, si l'on prend, par 
exemple, une. feuille mince et large d'un corps bon conduc- 
teur, tel que le cuivre ; qu'on la recouvre d'une coudie de 
noir de fumée afin d'en augmenter le pouvoir absorbant, et 
qu'on la présente aux rayons solaires de manière à ce 



— 10 — 

qu elle les reçoive d a-plomb, on trouve que, si la tempé- 
rature de ce corps s'élève assez vite en commençant, elle 
finit par rester stationnaire à un degré notablement infé- 
rieur au point d ebullition de Teau. Mais, celte dernière 
circonstance est due à ce que la feuille de cuivre ne con- 
serve pas toute la chaleur qu elle absorbe, et qu elle en perd 
la plus grande partie par suite de son rayonnement vers les 
espaces célestes et de son contact avec lair ou certains 
corps qui lui servent d'appui. Ce qui le prouve, c'est qu'il 
suffit de supprimer une à une les causes de refroidisse- 
ment que nous venons de signaler pour voir la température 
du métal s'élever progressivement et dépasser cent de- 
grés. A cet effet on commence par isoler la feuille métalli- 
que en l'appuyant sur un corps mauvais conducteur, tel 
que le sable, le plâtre en poudre, etc. , ou mieux en la pla- 
çant au fond d'une caisse ouverte à sa partie supérieure et 
construite en bois blanc. Cela fait, comme l'air en contact 
avec la feuille de cuivre devient plus léger à mesure qu'il 
s'échauffe, et monte sans cesse pour faire place à Tair 
froid, on doit encore, en vue de combattre cette cause de 
déperdition de chaleur, entraver autant que possible le 
mouvement ascensionnel du gaz, sans trop affaiblir l'in- 
tensité des rayons incidents. On y rédssit à merveille en 
recouvrant la caisse d'une lame de verre mince et bien 
transparente. Car cette lame, tout en s'opposant au renou- 
vellement delà couche d'air voisine du métal se laisse ins- 
tantanément traverser par la chaleur solaire. Mais là ne se 
borne pas, comme on sait, l'heureuse influence du verre 
en cette circonstance, et ce corps si facilement perméable 
aux rayons du soleil refuse au contraire de livrer immé- 
diatement passage à la chaleur émise par le métal noirci et 



— 11 — 

ne la transmet que lentement à l'air extérieur par voie de 
conductibilité. En d autres termes, la caisse munie de sa 
paroi vitrée devient une sorte de barrage où les rayons 
calorifiques pénètrent sans difficulté tant qu'ils provien- 
nent d'une source de chaleur aussi intense que le soleil, 
mais ne trouvent en quelque sorte plus dUssue, à cause de 
la faible conductibilité du verre, dès qu'ils se sont trans- 
formés en rayons obscurs. Il est bon d'ajouter que, d'après 
ce qu'on a dit plus haut, l'air à son tour peut servir à pro- 
téger la paroi vitrée contre le refroidissement, et que si 
l'on couvre la caisse d'un châssis formé de deux lames de 
verre interceptant entre elles une couche d'air épaisse d'en- 
viron deux centimètres, on accroît l'intensité de la chaleur 
qui s'y trouve concentrée. Ces précautions suffisent déjà 
pour qu'un thermomètre placé dans la caissse atteigne et 
dépasse à la longue cent degrés. Mais, les effets sont beau- 
coup plus rapides et plus intenses dès qu'on fait converger 
de nouveaux rayons sur la feuille de cuivre à l'aide d'un 
réflecteur ou miroir métallique : car il est facile d'obtenir 
par ce moyen des températures de 200** et au delà. Inutile 
de faire observer que nous parlons ici, non pas de ces phé- 
nomènes curieux qui résultent de la concentration des 
rayons solaires sur un seul point, mais d'effets calorifiques 
dus à la répartition à peu près uniforme de ces rayons 
dans un corps d'une certaine étendue, ce qui est d'une 
toute autre importance pour l'industrie. 

Comment les propriétés remarquables que nous venons 
de mentionner ont-elles été découvertes ? Quelle est la 
somme de chaleur et par conséquent de travail qui, dans 
chaque lieu, tombe par minute et par mètre carré sur une 
surface normalement exposée aux rayons du soleil ? Par 



— 12 - 

quel moyen est-il possible d'accroître sur cette même sur- 
face Tintensité de la radiation solaire? Quels sont enfin de- 
puis lantiquité jusqu a nos jours les essais tentés en vue 
d'utiliser cette source féconde de chaleur? Telles sont les 
questions auxquelles nous allons essayer de répondre. Nous 
exposerons d'abord le résumé des recherches entreprises 
au sujet de la transparence des vitres pour la chaleur par 
Mariotte, Dufay, de Saussure, Ducarla, les deux Herschel 
et Melloni. Puis, nous ferons connaître les résultats trou- 
vés par sir John Herschel et Pouillet en mesurant l'inten- 
sité de la radiation solaire à la surface du sol. Nous rap- 
pellerons ensuite les propriétés des réflecteurs et les effets 
les plus remarquables obtenus au moyen de ces appareils. 
Enfin, nous parlerons de nos propres expériences et nous 
terminerons cet ouvrage par l'histoire des applications mé- 
caniques de la chaleur solaire. 



CHAPITRE II 



Sommaire. —De l'usage des vitres chez les anciens. — Concentration de la 
chaleur solaire dans une enceinte vitrée. — Les Arabes se servaient de vases 
de verre pour opérer certaines distillations au soleil. — Expériences de de 
Saussure, de Ducarla. — La chaleur du soleil est, comme sa lumière, formée 
d'une infinité de rayons d'espèces différentes. — Les lames incolores de verre 
se comportent avec la chaleur comme les vitraux colorés avec la lumière; 
expériences qui ont conduit à ces conclusions. — Résultats des observations 
de Melloni et de sir John Herschel. — Influence sur la transmission calori- 
fique de la nature de la substance, de l'épaisseur des plaques, de la source de 
chaleur, etc. — Outre les rayons lumineux et calorifiques, le spectre solaire 
renferme des rayons chimiques. 



La concentration de la chaleur solaire dans une enceinte 
vitrée est un fait expérimental si facile à constater, que 
l'observation en a dû suivre d'assez près l'invention des vi- 
tres. Il est donc probable que le mérite de cette observa- 
tion revient aux Egyptiens, qui excellèrent de bonne heure 
dans l'art de travailler le verre, d'en varier les couleurs, 
et d'en former ces lames minces si propres à défendre les 
appartements contre les intempéries de l'air, tout en y lais- 
sant pénétrer la lumière et la chaleur du soleil. 

Boudet, membre de l'Institut d'Egypte, nous apprend 
en effet, dans son Mémoire sur l'art de la verrerie, que, 
suivant Strabon et d'autres historiens, on fabriquait 
de temps immémorial en Egypte, surtout dans les ver- 
reries de la grande Diospolis, des verres très-beaux, 
très-transparents, et même des verres dont les couleurs 
étaient celles du rubis, du saphir, ... etc. Il ajoute que les 
Egyptiens imaginèrent les premiers d'enchâsser le verre 
dans les voûtes des temples et des bains publics ou parti- 
culiers afin d'en éclairer l'intérieur, et que cet usage fut 



— 14 — 

ensuite transmis aux Grecs et aux Romains, lorsque le 
verre devenu un produit considérable des manufactures 
égyptiennes leur parvint par la voie du commerce. « Les 
anciens, continue-t-il, garnissaient ordinairement les fenê- 
tres de leurs maisons, ou les litières de leurs dames, avec 
des feuilles d'une pierre transparente qu'ils nommaient spé- 
culaire, et qui, vraisemblablement, étaitdu mica à grandes 
lames semblable à celui qui, sous le nom de verre de Mos- 
covie, remplace le véritable verre non-seulement dans ce 
pays, mais encore sur les vaisseaux de guerre, où nos 
carreaux de vitres ordinaires seraient bientôt brisés par 
l'explosion de l'artillerie. Mais, il n'en est pas moins prouvé, 
comme nous l'avons dit en parlant des voûtes vitrées des 
bains et des temples, que les riches avaient des carreaux 
de véritable verre, même aux fenêtres des serres dans les- 
quelles ils gardaient les plantes délicates qu'ils voulaient 
comme eux-mêmes garantir de l'intempérie de l'atmos- 
phère. » I 

Avant Boudet, le célèbre Winckelmann avait déjà re- 
vendiqué pour les anciens l'honneur d'avoir inventé les vi- 
tres. Mais, certains critiques, trop prévenus en faveur des 
modernes, n'eurent garde de se ranger à son opinion. De 
là des discussions qui dureraient probablement encore, si 
les fouilles de Pompeï n'étaient venues clore le débat en 
prouvant l'existence chez les Romains de vitres ayant à 
peu près la même composition que les nôtres. Ajoutons, 
puisque nous avons dû remonter jusqu'à l'origine du 
verre, que, lors de la conquête de l'Egypte par les Maho- 
métans, l'art de la verrerie était encore florissant dans ce 
pays et que les savants Arabes en profitèrent pour donner 
un nouvel essor à la chimie créée par les prêtres de Thèbes 



- 15 - 

et de Memphis. On croit en outre que ce fut pendant la cap- 
tivité de Saint-Louis en Egypte que les croisés apprirent à 
travailler le verre : en sorte que les plus pauvres d'entre 
eux, au retour de leurs lointains voyages, purent se faire 
concéder le privilège de cette industrie pour rétablir leur 
fortune. Mais ce serait nous écarter de notre sujet que 
d entrer dans de plus longs détails à cet égard. Aussi, 
nous bornerons-nous à dire que les Arabes avaient reconnu 
l'efficacité d'un vase de verre mince pour concentrer la 
chaleur solaire dans certaines liqueurs et qu'ils se servaient 
exclusivement d'alambics de verre pour leurs distillations 
au soleil. Les premiers chimistes ou plutôt les alchimistes 
de l'Occident suivirent sur ce point l'exemple des Arabes, 
comme on en pourra juger plus loin par les essais de Lo- 
nicer, de Libavius, etc. Enfin, on verra dans l'histoire des 
applications mécaniques de la chaleur solaire que vers le 
milieu du dix-septième siècle, Kicher et Milliet-Dechales 
se servaient de matras en verre mince pour échauffer au 
soleil l'air confiné dans une enceinte obscure. Voici main- 
tenant ce qu'écrivait im siècle plus tard de Saussure 
(1740-1799), le célèbre naturaliste genevois. 

« C'est un fait connu, et sans doute depuis longtemps, 
qu'une chambre, un carosse, une couche, sont plus forte- 
ment réchauffés par le soleil, lorsque ses rayons passent 
au travers de verres ou de châssis fermés, que quand ces 
mêmes rayons entrent dans les mêmes lieux ouverts et 
dénués de vitrages ; on sait même que la chaleur est plus 
grande dans les chambres dont les fenêtres ont un double 
châssis. 

« Lorsque je réfléchis pour la première fois à ces faits si 
connus, je fus bien étonné qu'aucun physicien n*eût cher- 



- 16 - 
ché à voir ju8qu*oii pourrait aller cette augmentation ou 
cette concentration de la chaleur. . . 

« Pour faire donc cette expérience alors nouvelle, j*ai 
fait faite en mars 1767 cinq caisses rectangulaires de verre 
blanc de Bohème, chacune desquelles est la moitié d*un 
cube coupé^parallèlement à sa base ; la première a un pied 
de largeur en tous sens, sur six pouces de hauteur ; la se- 
conde dix pouces sur cinq, et ainsi de suite jusqu*à la cin- 
quième qui a deux pouces sur un. Toutes ces caisses sont 
ouvertes par le bas et s'emboîtent les unes dans les autres 
sur une table fort épaisse de poirier noirci, à laquelle elles 
sont fixées. J'emploie sept thermomètres à cette expérience, 
l'un suspendu en l'air et parfaitement isolé à côté des boîtes 
et à la même distance du sol ; un autre placé sur la caisse 
extérieure en deliors de cette caisse, et à peu près au mi- 
lieu ; le suivant posé de même sur la seconde caisse, et 
ainsi des autres jusqu'au dernier qui est sous la cinquième 
caisse et à demi noyé dans le bois de la table. 

« Il faut observer que tous ces thermomètres sont de 
mercure, et que tous, excepté le dernier, ont la boule nue, 
et ne sont pas engagés, comme les thermomètres ordi- 
naires^ dans une planche ou dans une boite, dont le plus 
ou le moins d'aptitude à prendre ou à conserver la chaleur 
fait entièrement varier les résultats des expériences. 

« Tout cet appareil exposé au soleil, dans un lieu décou- 
vert, par exemple, sur le mur de clôture d'une grande 
terrasse : je trouve que le thermomètre suspendu à l'air 
libre monte le moins haut de tous ; que celui qui est sur la 
caisse extérieure monte un peu plus haut; ensuite celui 
qui est sur la seconde caisse, et ainsi des autres, en obser- 
vant cependant que le thermomètre qui est placé sur la 



— 17 — 
cinquième caisse monte plus haut que celui qui était sous 
elle à demi noyé dans le bois de la table. J*ai vu celui-là 
monter jusqu'à 70 degrés de Réaumur (87^^ 5 cent.). Les 
fruits exposés à cette chaleur s'y cuisent et rendent leur 
jus. 

<c Quand cet appareil est exposé au soleil dès le matin ^ 
on observe communément la plus grande clialeur vers les 
deux heures et demie après midi; et lorsqu'on le retire 
des rayons du soleil, il emploie plusieurè heures à son en- 
tier refroidissement 

« Je soupçonnai que j'obtiendrais une plus grande clia- 
leur en renfermant plus exactement l'espace dans lequel je 
voulais concentrer la chaleur, et en présentant toujours 
mes verres perpendiculairement aux rayons du soleil. 
Comme je voulais faire des expériences comparatives entre 
la plaine et les hautes montagnes, j'étais obligé de donner 
un très^petit volume à ma machine, pour la rendre légère 
et peu embarrassante. Je fis donc faire une caisse en sapin, 
d'un pied de longueur sur neuf pouces de largeur et de 
profondeur hors d'œuvre ; cette caisse, d'un demi-pouce 
d'épaisseur, était doublée intérieurement d'un Uége noir, 
épais d'un pouce. J'avais choisi cette éoorce comme une 
matière légère et en même temps très-coerçante ou très- 
peu perméable à la chaleur. Trois glaces entrant à coulisse 
dans l'épaisseur du Uége, et placées à un pouce et demi 
de distance l'une de l'autre, fermaient cette boite, de ma* 
uière que les rayons du soleil ne pouvaient parvenir au 
fond de la boite qu'après avoir traversé les trois glaces. 

« Pour que le soleil frappât toujours perpendiculaire- 
ment ces glaces, qu'il fît par cela même la plus grande im- 
pression sur elles et souffrit le moins de réflexions possible, 

2 



— 18 — 

j^ayais soîo, dtum mes expérienoesj de £ûre suivre à ma 
caisse le mouremeiit du soleil, en la retournant régulier 
rement toutes les vingt minutes, en sorte que le soleil 
éclairât exact^nent la totalité du fond de la caisse, la plus 
grande chaleur que j'aie obtenu par ce moyen a été de 
87%7 K (109%6c-), c'eslrà-diredeprès de 8^R. (10»c.)au. 
dessus de Teau bouillante* 

«c Mais comme je m'aperçus que ma caisse perdait de la 
chaleur parce qu elle s'échaufËtit sensàblement à Texté- 
rieur, j'essayai de la placer au milieu d'une autre caisse, 
beaucoup plus grande, remplie de bourre, de laine, et ou- 
verte seulement du côté du soleil. Avec cette précaution, 
la chaleur monta jusqu'à 88^ R. (llO^c), quoique le t^nps 
fiit moins favorable; en sorte que j'ai lieu de croire que, 
-dans des circonstances plus heureuses, elle serait montée 
à 90^ ou 95^ R. 

« Enfin, pour supprimer totalement le refroidissement 
extérieur, je fis &ire un poêle de fer blanc, fermé d'un 
côté par une glace bien transparente. Je plaçai mon ins- 
trument dans ce poêle, je l'exposai au sol^I, en ayant soin, 
comme je l'ai dit plus haut, que les rayons de cet astre 
entrassent toujours perpendiculairement dans la boite. 
Alors à mesure que la chaleur du soleil faisait monter les 
thermomètres renfermés dans ma boite, je réchauffais 
graduellement le poêle, afin que la boite eût toujours par 
dehors une chaleur qui ne fût que de peu de degrés infé- 
rieure à celle que le soleil lui imprimait par dedans. Mal- 
gré ces soins le soleil ne put jamais faire monter le ther- 
momètre au-dessus de 128'' R. (160'' c.) 

c< On me demandera peut-être pourquoi je n'ai pas es- 
sayé de multiplier mes verres. Je répondrai que je ne les 



— 19 — 

ai pas multipliés parce que je me suis convaincu, par un 
nombre d expériences comparatives Élites dans des cir- 
constances oii je mettais toute la parité qui était en mon 
pouvoir, que trois glaces ne donnaient pas plus de chaleur 
que deux ; et, dans mon premier appareil, composé de 
cinq caisses emboîtées les unes dans les autres, j*avais 
aussi vu très-clairement que je n avais pas plus de cha- 
leur avec cinq caisses qu'avec quatre, et même avec trois. 
Mais ce qui peut induire en erreur dans ces expériences, 
c'est que si Ion met plusieurs verres les uns sur les autres 
et des thermomètres dans chaque intervalle, la chaleur pa- 
raît plus grande dans ceux qui sont les plus près du fond 
de la boîte, quoique le plus haut degré, celui du thermo- 
mètre qui est au fond, ne soit pas plus élevé lorsqu'il y a 
quatre ou cinq verres, que lorsqu'il y en a seulement deux, 
au moins lorsque ces verres sont des glaces de deux ou 
trois lignes d'épaisseur. Je crois cependant que si l'on aug- 
mentait au delà d'un certain terme le nombre des verres, 
alors ce point le plus chaud se trouverait non plus au fond 
de la caisse, mais dans quelqu'un des verres intermé- 
diaires. Là serait le maximum et la chaleur décroîtrait en 
haut et en bas à mesure que l'on s'éloignerait de ce point... 
« Sans décider si les rayons du soleil sont eux-mêmes 
du feu, ou s'ils ne font qu'imprimer au feu contenu dans 
les corps un degré de mouvement que produit la chaleur, 
c'est un fait *qu'il les réchauffent. C'est un fait tout aussi 
certain que, quand le corps sur lequel ils agissent est ex- 
posé en plein air, la chaleur dont ils le pénètrent lui est 
en grande partie dérobée parles courants qui régnent dans 
l'air, et par ceux que cette chaleur produit elle-même. 
Mais si ce corps est situé de manière à recevoir ces rayons 



- 20- 

sans être accessible à Tair, il conserve une plus grande 
portion de la chaleur qui lui est imprimée. Une seule glace 
ne suffit pas pour préserver l'intérieur d'une caisse du re- 
froidissement produit ainsi par Tair qui circule ainsi autour 
d elle. Il faut deux ou plusieurs glaces, suivant leur épais- 
seur, leur distance et la grandeur de la caisse. Mais je 
n'ai pas cru que leur multiplication pût augmenter indéfi- 
niment l'intensité de la chaleur, premièrement, parce que 
la raison me semblait indiquer que dès qu'il y avait assez 
de verres pour que la somme de leurs forces coerçantesou 
conservatrices delà chaleur égalâtcelledesparoisde la caisse 
leur multiplication devenait absolument inutile. Enfin, ce 
qui achevait de me démontrer qu'il ne saurait être avan- 
tageux de multiplier les verres, je ne dis pas seulement à 
l'infini, mais pas même au delà de quatre ou dnq, c'est la 
considération de la déperdition considérable que souffre 
la lumière par la réflexion, la dispersion et l'absorption de 
ses rayons à chaque verre qu'elle traverse. •• Je pensais 
donc que le meilleur moyen d'augmenter la chaleur dans 
cette expérience aurait été d'augmenter la grandeur de la 
caisse, parce que la déperdition se faisant par les surfaces, 
on aurait eu sous un plus grand volume une déperdition 
proportionnellement moins grande. Si en même temps on 
avait augmenté la force cœrçante des parois de la caisse, 
peut-être alors aurait-on pu avec avantage employer un ou 
deux verres de plus, et c'est ce que je me proposais d'es- 
sayer. 

<i Quant aux applications, je m'en suis occupé. Gomme 
je ne me flattais pas de fondre des métaux, je ne pensai 
qu'à faire servir cette invention à des usages qui ne de- 
mandent qu'une chaleur peu supérieure à celle de l'eau 



- 21 - 

bouillante. Je voulais aussi éviter Fassujétissement et la 
perte de temps qu'entrsdne la nécessité de présenter tou- 
jours la caisse au soleil à mesure que sa position change. 
Dans cette intention, j ai essayé d employer des calottes de 
verre hémisphériques tjui s'emboîtaient les unes dans les 
autres; la plus grande avait douze pouces six lignes de 
diamètre, la seconde dix pouces deux lignes, et la troi- 
sième huit pouces trois lignes. Lés ayant posées sur une 
table d'ardoise recouverte de sable bien sec, à la hauteur 
d'un pouce, je trouvai que le thermomètre montait dans 
cet appareil à 70® R, comme dans mes caisses ; ce qui me 
fit voir qu'on ne pouvait pas même se flatter de faire cuire 
la soupe dans cet appareil. Je ne désespérais cependant 
pas qu'on pût tirer quelque utilité de la chaleur solaire 
concentrée par le moyen des verres plans, et je pensais 
même à quelques nouvelles tentatives, mais seulement 
pour des distillations, des décoctions^ ou, en général pour 
des opérations qui ne demandaient pas un degré de cha- 
leur fort supérieur à celui de l'eau bouillante. En atten- 
dant cet instrument peu volumineux, peu coûteux, facile 
à exécuter, qu'on aurait aisément rendu comparable, m'a- 
vait paru propre à une infinité d'expériences curieuses et 
intéressantes, et je lui avais donné le nom d'héliothermo- 
mètre ou de thermomètre solaire, comme devant servir à 
mesurer la vraie somme de chaleur que le soleil peut exci- 
ter en difiërentes circonstance^. » 

Les passages qu'on vient de lire sont extraits de deux 
lettres de de Saussure, adressées l'une à Buffon, l'autre 
au Journal de Paris. La seconde de ces lettres, en même 
temps qu'elle faisait connaître dans leur ensemble les es- 
sais de l'auteur, avait pour but de combattre sur plusieurs 



-r THE 



— 22 - 

points lès vues du physicien français Ducarla (1738-1816), 
homme de mérite qui, tout en donnant une théorie préma- 
turée et par conséquent défectueuse des appareils de de 
Saussure, venait d'indiquer de notables perfectionnements 
à y apporter. 

Ducarla soutenait que si l'élévation de température n'é- 
tait pas plus grande sous les caisses de verre superposées, 
c'était parce que la chaleur était bue par les supports à 
mesure qu'elle se concentrait dans l'appareil. Il essaya 
donc d'isoler d'une manière plus complète cet appareil en 
formant les supports eux-mêmes d'enveloppes alternées de 
verre et d'air. De plus, il plaça sous la dernière caisse un 
réservoir massif, noirci extérieurement et destiné «à tasser 
le feu solaire, » selon ses propres expressions. Enfin, il 
eut soin de munir son appareil d'une sorte de housse ou 
d'écran qui devait le couvrir la nuit ou les jours de pluie 
afin d'y conserver la^chaleur acquise pendant l'insolation. 
Grâce à ces perfectionnements, il espérait avec raison ob- 
tenir des températures plus élevées que celles qu'avait 
observées de Saussure. Mais en se laissant guider par un 
calcul fondé sur des hypothèses inexactes , il crut pouvoir 
admettre que plus on emploierait de caisses de verre su- 
perposées, plus on concentrerait de chaleur dans l'appa- 
reil. Aussi fut-il amené de la sorte à des conclusions inad- 
missibles et que dut combattre de Saussure.. 

Voici la première figure que, dans son Traité du feu 
complet^ Ducarla donne de son appareil, abstraction faite 
de l'écran. 

Sept cloches de verre superposées interceptent entre 
elles des couches d'air épaisses de â lignes et reposent sur 
un tronc de cône à bases parallèles E A B DE, lequel est 



- 23 — 
soKde, creux, mince et noirci. Dans Tintérieur de ce tronc 




Fig. 4. 



de cône sont fixées des calottes de verre, déforme conique, 
espacées entre elles comme les cloches ; enfin^ sur la base 
supérieure repose un hémisphère ACB A de même rayon 
qu'elle, massif, noir, réfractaire et dense. Cet hémisphère 
est le réservoir oii doit se concentrer la chaleur. 

Ducarla se flattait, en exposant au soleil un appareil de 
ce genre, formé d un nombre considérable de bocaux, et 
en le recouvrant de son écran pendant la nuit ou les 
temps sombres, « d entasser et de conserver le feu solaire 
pour fondre telles et autant de matières qu'on voudrait, 
fut-ce après un mois de pluie, » et il engageait Tindustrie 
métallurgique à construire des fourneaux sur ce modèle. 
Hâtons-nous d'ajouter qu'il ne semble pas s'être mis en 
peine de contrôler sa théorie par l'expérience puisque dans 
une réplique à de Saussure, il dit à ce propos : « Je crois 



- 24 - 

pouvoir répondre théoriquement du succès. La chose pa- 
raît digne de vérification. » U parle cependant d'un essai 
où il put constater une élévation progressive de tempéra- 
ture, sinon jusqu au réservoir massif, du moins jusqu au 
delà de la douzième cloche ; mais, il en conclut que la cha- 
leur n'avait pas eu le temps de cheminer jusqu'au centre 
de 1 appareil, et n'en persista pas moins dans sa manière 
de voir. 

Nous ne suivrons Ducarla ni dans l'exposé de sa théorie, 
ni dans les écarts où il fut entraîné faute de s'être laissé 
guider par l'expérience. Disons seulement qu'il eut encore 
un mérite, sur lequel nous reviendrons plus loin, celui de 
joindre à son appareil des miroirs ou réflecteurs : car, bien 
qu'il ne propose ce perfectionnement que dans le cas irréa- 
lisable où les cloches voisines du réservoir deviendraient 
incandescentes, et qu'il n'y attache même guère d'impor- 
tance, puisqu'il ajoute : « Ce moyen également puissant, 
incommode et coûteux, sera peu mis en usage : il vaut 
mieux employer son argent à multiplier les bocaux^ » on 
doit lui tenir compte d'une idée qui devait plus tard ame- 
ner de bons résultats. Pour être juste il faut pourtant 
reconnaître que Milliet Dechales avait eu déjà cette idée 
avant lui. 

En résumé, l'addition de miroirs à l'un des appareils de 
de Saussure, l'installation d'un réservoir noirci sous la 
dernière cloche et les précautions prises pour l'isoler à 
l'aide de corps mauvais conducteurs, sont de notables pro* 
grès réalisés par Ducarla dans la question qui nous oc- 
cupe. Quant à la cause de la concentration de la chaleur 
solaire dans l'appareil, l'état des sciences physiques à cette 
époque ne permettait pas encore de la découvrir; Ducarla 



- 25 - 

croyait, mais à tort, la trouver dans la diflérence de den- 
sité du réservoir et des enveloppes successives de verre et 
d*air. « Tout mon secret, disait-il, consiste dans l'alterna- 
tive d'un fluide très-rare avec des matières très-denses 
formant un tout isolé. » De là les conclusions étranges 
auxquelles il fut conduit. 

De Saussure lui-même n'entrevoyait qu'une partie de la 
vérité, en jugeant que si la paroi vitrée de l'héliothermo- 
mètre concentre les rayons solaires, c'est uniquement parce 
qu'elle s'oppose au refroidissement produit par le contact 
de l'air extérieur, et non point par quelque action particu- 
lière du verre sur la lumière, ou plutôt sur la chaleur. Il 
avait pourtant observé que les rayons brillants émanés 
d'une source calorifique assez faible ne produisaient pas 
dans son appareil le même efïët que les rayons solaires. 
Car, en présentant la caisse à un bon feu de bois allumé 
au foyer de sa cheminée, il trouva précisément Tinverse de 
ce qui avait lieu au soleil, c'est-à-dire que le verre exté • 
rieur était le plus chaud de tous, et que les autres avaient 
une température d'autant moindre qu'ils étaient plus près 
du fond de la caisse. Il y avait au reste déjà plus de cent 
ans que le physicien français Mariotte (mort en 1684) avsdt 
conclu d'une expérience analogue que la lumière et la cha- 
leur ne se comportent pas toujours de la même manière, 
par rapport à une lame de verre mince. Mais les observa- 
tions de ce genre n'étaient encore ni assez nombreuses, ni 
assez variées pour permettre d'expliquer convenablement 
rinfluence du verre en pareil cas. Il était indispensable pour 
cela de pénétrer plus avant qu'on ne l'avait fait jusqu'alors 
dans Tétude des propriétés de la chaleur, et de constater 
entre cet agent et la lumière une harmonie des plus inti- 



— 26 - 

mes. On avait, à la vérité, reconnu déjà quelques analogies 
entre les rayons calorifiques elles rayons lumineux. Ainsi, 
de Saussure et Pictet (1752-1825) avaient prouvé que la 
chaleur obscure se concentre comme la lumière au foyer 
d*un miroir métallique. Mais certains faits, tels que la dé- 
composition de la lumière blanche en rayons de couleurs 
différentes, la transparence ou l'opacité des corps [réduits 
en lames minces pour ces rayons élémentaires n'avaient 
pas jusque-là leurs analogues dans la théorie de la chaleur. 
Or, les expériences en se multipliant finirent par montrer 
que, soit dans sa constitution, soit dans la manière dont 
elle se comporte avec les corps réduits en lames minces, 
la chaleur présente les mêmes particularités que la lumière, 
et, chose remarquable, ce fut précisément l'observation 
de Mariette qui, loin d'établir une dissemblance entre les 
deux agents, devint le premier indice de cette analogie 
nouvelle, en ce qu'elle fit voir que le verre est transparent 
pouî les rayons calorifiques émanés du soleil et à peu près 
opaque pour ceux d'un feu de bois ordinaire. Malgré l'in- 
térêt qu'offre l'histoire de tant d'ingénieuses recherches, 
nous ne pouvons en donner ici qu'un résumé rapide, où 
seront consignés toutefois les résidtats les plus utiles à 
recueillir pour les applications de la chaleur solaire. 

La première expérience connue dans cet ordre de faits 
est, comme nous venons de le dire, celle de Mariette : elle 
date de 1682. Voici comment ce grand physicien la rap- 
porte dans son Traité des couleurs : 

« Il faut remarquer ici que la lumière et la chaleur du 
soleil passent avec une égale facilité à travers le verre et 
les autres corps transparents, ce qu'on peut observer en 
mettant une glace de verre sur un petit miroir concave de 



- 27 - 

métal exposé au soleil ; car il fera un semblable effet à peu 
près daûs son foyer pour mettre le feu, comme s'il n'y 
avait point de verre, et la différence sera seulement d'en- 
viron une cinquième partie, qui est à peu près ce que la 
lumière perd par les réflexions qui se font sur les surfaces 
du verre en passant et repassant. Mais il n'en est pas de 
même de la chaleur du feu et de sa lumière, car sa lumière 
passe facilement à travers le verre, et sa chaleur n'y passe 
point, ou bien il y en passe très-peu, vous en pourrez faire 
l'expérience en cette sorte. 

« Servez-vous du même petit miroir concave et le tenez 
à deux Qu trois pieds de distance d'un assez grand feu, 
faites réfléchir sa lumière sur quelque endroit de votre 
main, de manière qu'elle s'y réunisse, vous sentirez une 
chaleur telle que vous ne la pourrez souffrir que très-peu 
de temps; couvrez ensuite votre miroir avec la même glace 
qui aura servi pour le soleil, et recevez de même sur votre 
main la lumière du feu réunie, elle vous paraîtra presque 
aussi claire que quand le verre n'y est pas, mais vous ne 
sentirez aucune chaleur, et quand même vous approche- 
riez le miroir à un pied de distance du feu, il ne fera aucun 
effet sensible de chaleur, quoique la lumière réunie soit 
alors plus claire que quand le miroir est éloigné de deux 
ou trois pieds du feu, le verre étant ôté. » 

Dufay (1698-1739), comme on le peut voir par les Mé- 
moires de l'Académie pour 1726, refit cette expérience 
d'une autre manière, en joignant de nouvelles observations 
à celles de Mariotte. Ayant disposé vis-à-vis l'un de l'autre 
deux miroirs concaves, de façon à ce que les rayons émis 
par un charbon ardent placé au foyer de l'un vinssent se 
féunir au foyer de l'autre pour y brûler des matières in- 



- 28 - 

flammables, il reconnut que l'interposition d'une lame de 
verre entre les deux foyers diminuait assez notaMement 
TefFet produit, et que d'ailleurs l'épaisseur de la lame exer- 
çait dans ce cas peu d'influence. 

<( J*ai placé, dit-il, entre mes deux miroirs éloignés Tun 
de Tautre de 18 pieds (S'^jS) une glace plane des deux 
oàtés ; cela a tellement diminué la chaleur qu'il m*a fellu 
pour pouvoir brûler au foyer du second les rapprocher 
d'environ 8 pieds (2"'^6), ce qui est près de la moitié de la 
distance à laquelle ils brûlent sans l'interposition de la 
glace. Je n'ai pas remarqué qu'il arrivât de différence 
sensible soit que j'approchasse la glace de l'un des deux 
miroirs, ou qu'elle fût placée à égale distance de Tun ou de 
l'autre. 

« J'ai remarqué que la diminution de la force des rayons 
n'est pas à beaucoup près en raison des épaisseurs des 
glaces qu'ils traversent; car, une glace très-mince fait une 
diminution fort considérable, et une dont l'épaisseur était 
double de la première ne m'a obligé de rapprocher le 
miroir que de très-peu de chose : ainsi , c'est prindpale- 
ment à l'entrée des rayons dans le verre que se fait la plus 
grande perte. » 

Deux savants célèbres, le suédois Schéele (1742-1786), 
dans son Traité chimique de l'air et du feu^ et le français 
Lambert (1728-1777), dans sa Pyrométrie^ s'occupèrent 
plus tard d'essais du même genre. Mais, tandis que le 
second de œs observateurs étudiait l'extinction calorifique 
au moyen de vitres superposées, le premier crut pouvdir 
affirmer qu'en interposant une lame de verre entre un 
miroir et le feu, on n'avait pas la moindre chaleur au foyer 
de ce miroir. Pictet, pour combattre cette assertion, n'eut 



-29- 

qu'à recommencer lexpérience de Dufiiy, et fit voir que, 
malgré l*interposition d'une lame de verre entre les foyers 
de deux miroirs conjugués, la chaleur d'une bougie ou 
même d'un vase plein d'eau bouillante, en rayonnant du 
foyer du premier miroir à celui du second, y produisait 
encore un effet sensible quoique très-faible. 

Ainsi, la seule conclusion légitime à tirer des expé- 
riences que nous venons de mentionner, c'était qu'une 
lame de verre mince ne se laisse pas traverser avec une 
égale facilité par tous les rayons calorifiques. A la rigueur, 
on pouvait déjà comparer l'action du verre en cette cir- 
constance à celle d'une vitre colorée sur la lumière. Mais 
selon toute probabilité cette comparaison n'eut pas encore 
paru suffisamment justifiée par l'expérience. Avant de 
l'établir, il fallait l'étayer sur des observations nombreuses 
que nous allons rappeler brièvement. Examinons d'abord 
comment la décomposition de la lumière en rayons de 
couleurs diverses put servir de guide aux physiciens dans 
l'étude des propriétés de la chaleur. 

Quand la lumière du soleil pénètre par une petite ou- 
verture circulaire A dans une chambre obscure, elle y 
forme un faisceau rectiligne qui va se projeter sur le mur 




Fig. SL 



- 30- 

opposé suivant un disque brillant B. Mais, si Ton feit 
traverser au faisceau le prisme triangulaire de cristal C, 
le disque brillant se déplace et s'allonge en formant un 
spectre solaire D, c*est^-dire une bande lumineuse dont 
les nuances transversales, variées à Tinfini, viennent se 
fondre en sept teintes principales, le roufi;e, lorangé, le 
jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. La diversité de 
ces nuances prouve immédiatement que le faisceau de lu- 
mière a été décomposé par le prisme en une infinité de 
rayons d'espèces différentes, puisque des rayons identiques 
ne sauraient en pareil cas affecter différemment notre œil* 
La nuance n est d'ailleurs pas le seul caractère qui permette 
de distinguer les uns des autres les rayons élémentaires du 
faisceau lumineux. En effet, tous ces rayons sont réfractés 
par le prisme à des degrés différents : en d'autres termes^ 
ils sortent du cristal plus au moins déviés de leur direction 
primitive ; d'où il suit que, la déviation croissant d'une 
manière continue du rouge au violet, chaque rayon peut, 
indépendamment de sa nuance, être parfaitement caracté- 
risé par la réfraction qu'il subit. Ce nouveau caractère, en 
quelque sorte superflu quand il s'agit des rayons lumineux, 
puisque notre œil peut en apprécier les moindres diffé- 
rences, devient un précieux moyen d'investigation pour 
qui veut étudier la constitution de la chaleur. Car, s'il est 
vrai que cet agenjL présente une grande analogie avec la 
lumière, il est, omune <&^ 4écampo$able en une infinité 
de rayons ioéffiemeiat réfemgiUes, et ces rayons diverse- 
ment répara» JaM le tsp&fâm solaire, doivent y occasionner 
au moins de U^ise» ^Sérmom de toooférature. En un 
mot, pour veummÊbF^mh dkafear A»«oleil est ou n'est 
pas homogène, ^ «offira é» ^ofomiÊltbte un thermomètre 



- 31 - 
très-sensible successivement promené dans les diverses 
teintes du spectre. 

BufFon (1707-1788) paraît avoir eu le premier l'idée de 
cette expérience, à en juger par ce passage d'un mémoire 
lu par lui à l'Académie des sciences en 1747 : « Les rayons 
jaunes, dit-il, sont ceux qui ébranlent le plus fortement la 
rétine et qui brûlent le plus violemment, comme je crois 
m'en être assuré en réunissant au moyen d'un verre lenti- 
culaire une quantité de rayons jaunes qui m'étaient fournis 
par un grand prisme, et en comparant leur action, avec 
une égale quantité de rayons de toute autre couleur, réunis 
par le même verre lenticulaire et fournis par le même 
prisme. » 

S'il ne se fut pas servi dans cette circonstance d'une 
lentille inégalement perméable à tous les rayons calori- 
fiques du faisceau lumineux, Buffon n'eût pas manqué de 
reconnaître que la chaleur va constamment en croissant 
du violet au rouge dans le spectre solaire. Mais cette vérité 
ne fut démontrée qu'en 1775 par le physicien français 
Rochon (1741-1817) qui trouva de plus que la chaleur des 
rayons rouges vaut environ 8 fois celle des rayons violels. 
La question en était là, vers 1800, lorsque W. Herschel 
(1738-1822) lui fit faire un pas considérable. En promenant 
un thermomètre fort sensible dans le spectre solaire, il 
reconnut que la chaleur allait non-seulement en croissant 
du violet au rouge, mais encore qu'elle atteignait son 
maximum un peu au-delà de cette dernière teinte, c'est-à- 
dire dans une région privée de lumière. Il était donc prouvé 
par là que le ^oleil nous envoie des radiations obscures 
assujéties aux lois de la réfraction comme les rayons 
brillants et que d'ailleurs la chaleur de cet astre se compose 



-35- 

aussi bien que sa lumière d'une infinité de rayons d'espèces 
différentes. 

Le célèbre astronome anglais avait été amené par une 
question d'optique à s'occuper de ce genre de recherches. 
Ayant reconnu la nécessité d'éteindre en partie les rayons 
lumineux et calorifiques qui formaient dans son grand té- 
lescope une image trop vive du soleil, il essaya pour y par- 
venir d'interposer entre cette image et l'œil des lames 
transparentes de diverses substances, et vit avec surprise 
que certaines plaques fortement colorées laissaient passer 
presque toute la chaleur, tandis que d'autres plaques beau- 
coup plus diaphanes présentaient le phénomène inverse. 
11 n'en fallut pas davantage pour lui faire conjecturer que 
la chaleur est formée comme la lumière de rayons d'espèces 
différentes et que les corps réduits en lames minces sont 
doués à des degrés divers de la transparence calorifique. 
Afin de s'en assurer, il était nécessaire d'observer le pas- 
sage instantané de la chaleur à travers un grand nombre 
de plaques de diverse nature. W. Herschel se mit à l'œu- 
vre et, malgré l'insuffisance des indications du thermo- 
mètre dans des recherches aussi délicates, il parvint à 
démontrer, 1^ qu'en général il n'existe aucun rapport 
entre la transparence des corps pour la lumière et la faculté 
qu'ils possèdent de transmettre la chaleur rayonnante ; 2^ 
que la nature de la source calorifique influe sur le nombre 
des rayons transmis à travers un même écran. 

Cependant, la doctrine de la^ transmission calorifique, 
ou du passage instantané de la chaleur à travers les lames 
minces, ne laissa pas que de rencontrer au début de nom- 
breux contiadicteurs. On prétendit que la chaleur était 
simplement absorbée par celle des faces de l'écran qui 



— 33 - 

regardait la source, puis, qu elle se propageait de coudia 
en couche à travers cet écran jusqu'à l'autre face pour 
rayonner de là sur le thermomètre. B. Prévost (1755-1819) 
combattit le premier cette manière de voir en prouvant à 
Taide d'une expérience des plus ingénieuses que la chaleur 
rayonnante traverse instantanément un filet d'eau coulant 
sous la forme d'une nappe très-mince. Delaroche (vers 181 1) 
fit observer ensuite que si la clialeur qui vient de traverser 
une lame de verre dépend à la fois de la conductilMlité de 
cette lameet de sa transparence pour les rayons calorifiques, 
l'effet produit sur le thermomètre doit diminuer lorsqu'on 
supprime cette transparence en noircissant à l'encre de 
Chine celle des faces de l'écran qui est tournée vers la source. 
L'expérience étant venue confirmer pleinement sa prévision, 
il ne fut dès lors plus guère permis de révoquer en doute 
la transmission de la chaleur à travers certains corps so* 
lides. Ce même physicien reconnut aussi par des méthodes, 
plus exactes que celles de ses prédécesseurs, V qu'une 
lame de verre ordinaire est plus ou moins transparente pour 
les rayons calorifiques selon la température de la source qui 
les émet ; 2*. que lachâleur qui vient de traverser une lame de 
verre éprouve une déperdition beaucoup moindre en passant 
à travers une seconde lame identique à la première : d'où il 
était facile de conclure que la chaleur est en quelque sorte 
tamisée par une vitre incolore, comme la lumière Test par 
des vitraux colorés. Mais c'est principalement à Melloni 
(1801-1854) que revient l'honneur d'avoir dissipé tous les 
doutes relativement à la transmission calorifique, soit en 
agrandissant le domaine des recherches entreprises par ses 
devanciers^ soit en apportant dans ses expériences une pré* 
dsion inconnue avant lui. 

3 



- 34 - 

' Il est juste de reconnaître d*ailleurs que ce grand physi- 
cien fut bien servi par les circonstances et qu*il dut une 
partie de ses succès à une découverte remarquable dont un 
de ses amis venait d'enrichir la science. En effet, pour 
aborder les expériences délicates qui firent sa gloire , il 
avait besoin d'un appareil beaucoup plus sensible que le 
thermomètre ordinaire ; et ce fut Nobili, son msdtre, qui, 
vers 1830, ie tira d'embarras ea inventant comme à point 
nommé le thermo-multiplicateur. Grâce à l'exquise sensi- 
bilité de cet instrument dans lequel la moindre élévation 
de température produit des effets très-appréciables, et 
dont il est inutile de donner ici la description, Melloni put 
démontrer de la manière la plus rigoureuse l'existence de 
la transmission calorifique en distinguant à des signes cer- 
tains les effets dus à cette transmission de ceux que pro- 
duit la chaleur propre de l'écran. Il fut alors prouvé quQ 
la chaleur reçue par certains corps réduits en lames ou en 
couches très-minces se fractionne en trois parts, dont la 
première est réfléchie et la seconde absorbée par ces corps, 
tandis que la troisième les traverse instantanément sans 
modifier en rien leur température. Cette dernière particu- 
larité conduisit Melloni à diviser les corps solides liquides 
ou gazeux en deux classes, suivant leur transparence ou 
leur opacité pour la chaleur, il appela les premiers diather- 
manes, les seconds athermanes, puis, il se mit à étudier la 
transmissioncalorifiqueà travers diverses espèces de solides 
ou des liquides et des gaz renfermés entre des lames de verre 
parallèles. Il put ainsi consigner dans des tables fort éten- 
dues l'influence sur cette transmission soit de la nature des 
substances^ soit de l'épaisseur de l'écran, soit enfin de la 
température de la source calorifique. On doit seulement re- 



-â5- 

greiter queMelloni ait exclusivement opét*é, dans ses expé- 
riences, sur les rayons émis par le platine incandescent, les 
lampes de Locatelli et d'Argant, ou des vases de cuivre noirci 
chaufTés tantôt à 100 et tantôt à 400 degrés ; en compre- 
nant les rayons solaires parmi ces différentes sources il eût 
pu fournir des indications précieuses pour la question qui 
nous occupe. Parmi les lois qu'il sut découvrir ou confirmer 
nous n avons d ailleurs besoin que de rappeler les suivantes, 
qui se rapportent plus ou moins directement à notre 
sujet: 

V Là quantité de chaleur transmise par un écran dimi- 
nue quand 1 épaisseur de Técran augmente. 

En effet, Melloni a trouvé que sur 1 ,000 rayons émis 
par une lampe d*Argant, il en passait respectivement 619, 
576, 558, 549, à travers des lames d'un beau verre dont 
les épaisseurs étaient entre elles comme les nombres 1, 2^ 
3, 4, celle de la première étant 2°'"^,068. 

On voit de plus par ces résultats qoe la chaleur absor- 
bée par récran est loin d'être proportionnelle à son épais- 
seur y et que si l'on partage par la pensée la lame la plus 
épaisse en 4 tranches égales à la première lame, l'absorp- 
tion de la chaleur est plus grande pour la première tranche 
que pour la seconde, et ainsi de suite. Ce &it reçoit au 
-reste une nouvelle confirmation de la loi suivante. 

2^ La chaleur rayonnante qui vient de traverser une 
première lame de verre est absorbée en moindre propor^- 
tion quand elle en traverse une seconde, une troisième, 
etc... 

Pour le prouver, Melloni prit quatre lames du même 
verre, ayant une épaisseur commune de 2"™,068 ; puis, il 
ferma successivement l'écran d'une, deux, trois, quatre de 



- 36 - 

ces lames, et trouva que, sur 1,000 rayons incidents, les 
rayons transmis étaient respectivement au nombre de 619, 
531, 485, 450. D'où il était facile de conclure que la cha- 
leur absorbée par chaque lame allait en diminuant de la 
première à la dernière. C'est particulièrement ici qu'on doit 
regretter de ne pas voir figurer les rayons solaires parmi 
les sources de chaleur employées par Melloni ; mais, pour 
combler en partie cette lacune, il suffit d'invoquer une 
expérience que sir John Herschel rapporte ainsi dans son 
Traité d'astronomie : 

« Au moyeu de mesures directes prises avec l'actinomè- 
tre, instrument que j'ai longtemps employé à ce genre de 
recherdies, et qui n'offre aucune des chances d'erreur 
auxquelles on est exposé en suivant d'autres méthodes, je 
trouvai que sur 1 ,000 rayons solaires calorifiques, 816 pé- 
nètrent une plaque de verre épaisse de 0,12 de pouce 
(3™™ ,04); et que, sur 1,000 rayons qui ont traversé une 
semblable plaque, 859 peuvent en traverser une autre. » 

Quand même le verre dont il s'agit dans cette expé*- 
rience ne serait pas du verre ordinaire, il est permis de 
conclure de là qu'un châssis formé de deux vitres paral- 
lèles, épaisses chacune de 3°*™, n'absorbe guère que les 
0,3 de la chaleur incidente ; en sorte qu'il en reste 0,7 à 
transformer en travail. 

3® La nature de la substance influe sur la transmission 
calorifique. 

Ainsi, l'air et les gaz sont éminemment diathermanes ; 
les liquides le sont à dés degrés divers ; enfin, parmi les 
corps solides, la plupart de ceux qui sont transparents 
pour la lumière le sont aussi pour la chaleur. Cependant 
il peut se &ire que des substances opaques pour la lu- 



— 37 — 

mière soient transparentes pour la chaleur, et réciproque- 
ment. Melioni trouve, par exemple, en opérant sur des 
solides réduits en lames minces de 2"°*,62 d épaisseur que, 
sur 100 rayons émis par la lampe d*Argant, le sel gemme 
en transmet 92; le verre à glace, 62; le cristal de roche 
enfumé, 57 ; l'alun diaphane, 12, etc. 

La conîposition du verre influe, en particulier, sur sa 
transmission calorifique. Ainsi, des plaques d'une épais- 
seur commune de 1™™,88, sur 100 rayons incidents, en 
laissent passer : 

Flint anglais 65 

Flint français 64 

Autre espèce 64 

Verre de glace 62 

Autre espèce 60 

Autre espèce 59 

Crown français 58 

Verre à vitres 54 

Autre espèce 52 

Autre espèce 50 

Crown anglais 49 

Enfin la quantité de chaleur rayonnante qui traverse un 
verre coloré est toujours inférieure à celle que transmet 
un verre blanc de même épaisseur : comme on peut le voir 
par le tableau suivant, où, sur 100 rayons incidentS| des 
verres de 1"",85 d'épaisseur en laissent passer : 

Violet foncé 53 

Rouge vif. ...... . 47 

Orangé 44 

Jaune. 34 



— 38 - 

Bleu foncé 33 

Vert pomme 26 

Vert minéral 23 

Bleu très-foncé 19 

II- faut dmUeurs conclure de ces derniers résultats que 
la matière colorante du verre indue par sa nature sur la 
transmission calorifique, puisque le nombre des rayons 
transmis par chaque lame n*est pas en rapport avec la 
température de la teinte correspondante du spectre solaire. 

Melloni reconnut encore qu'une lame de verre ou de 
cuivre noircie à la lampe ne se laisse pas traverser par la 
chaleur. 

4^ La faculté que possède la chaleur de rayonner à tra- 
vers les substances diathermanes diminue rapidement avec 
la température de la source. Le sel gemme fait seul excep- 
tion à cette loi. 



NOMS 


TRANSMISSION SUR 100 RAYONS | 






PROVENANT DE 




des 


„ — 


^ -^-^ mm, 


^ . 




LAMPE 


PLATDIE 


CUIVRE 


CUIVRE 


SUBSTANCES. 


de 


mcan- 








Locatelli. 


descent. 


à 400». 


à 100». 


Sel gemme . . 


92 


92 


92 


92 


Verre de glace. 


39 


24 


6 





Autre espèce . 


38 


26 


5 





Alun 


9 


2 








Glace pure. . . 


6 












C'est ce qui résulte du tableau qui précède, où l épais- 



seur commune des plaques est de 2"",6. 



- 39 - 

Voici de plus un second tableau où Ton peut constater 
que, pour chaque source de chaleur, le nombre des rayons 
transmis à travers une même lame diminue d'autant plus 
rapidement que 1 épaisseur de cette lame est plus grande. 



ÉPAISSEUR 


TRANSMISSIONS DU VERRE | 


des 


SUR 100 RAYONS 


DE CHALEUR DE D 


LAHES. 


LAMPE 

de 

LOCATELLI 


PLATINE 

incandes- 
cent. 


CUIVRE 
à 400». 


CUIVRE 

à 100». 


Verre blanc. 










0°"°,07 


77 


57 


34 


12 


0°"",5 


54 


37 


12 


1 


1 


46 


31 


9 





2 


41 


25 


7 





4 


37 


20 


5 





6 


35 


18 


4 





8 


33 


17 


3 





• 

Verre noir. 










1 


26 


25 


12 





2 


16 


15 


8 






En rapprochant ces résultats de celui de Texpérience de 
sir John Herschel, on voit qu*une lame de verre d'une 
épaisseur convenable est fort transparente pour les rayons 
de chaleur solaire, tandis quelle est opaque pour les rayons 
calorifiques émis par le cuivre noirci à 100®. 



— 40- 

5^ La chaleur qui vient de traverser une substance dia- 
tbermane en traverse plus ou moins facilement d'autres. 

Ainsi, les rayons qui sortent d une lame de verre noir 
opaque sont presque tous transmis par les corps diather- 
manes incolores ; une seconde lame de verre noir en laisse 
passer plus de la moitié, et Talun les intercepte tous. 

Telles sont les expériences décisives qui permirent à 
Melloni d affirmer non-seulement que la chaleur est for- 
mée comme la lumière de rayons d espèces différentes; 
mais aussi que les corps diathermanes présentent tous à 
lexception du sel gemme une sorte de teinte ou de colora- 
tion calorifique, en vertu de laquelle ils interceptent cer- 
tains rayons et transmettent ceux qui correspondent à cette 
teinte. La propriété qu'il reconnut au sel gemme d'être 
parfaitement incolore pour toute espèce de rayons de dia- 
leur lui permit d'ailleurs de répéter dans d'excellentes con- 
ditions l'expérience de W. Herschel, et de constater que 
le spectre calorifique s'étend au delà du rouge beaucoup 
plus loin que ne l'avait jugé l'observateur anglais, &ute 
de s'être servi d'un prisme assez diathermane pour les 
rayons obscurs. ♦ 

Ajoutons, en terminant ce court résumé, qu'un grand 
nombre de phénomènes chimiques, tels que ceux qui ont 
amené l'invention de la photographie sont dus à l'influence 
du soleil, et qu'ils ont révélé dans le spectre solaire l'exis- 
tence d'une nouvelle espèce de rayons. Ce fut Scheele qui 
remarqua le premier, vers 1770, l'action de la lumière du 
soleil sur le chlorure d'argent et qui trouva que cette ac- 
tion réside principalement dans les rayons violets. Après 
lui, Seebeck, Ritter, WoUaston et Bœckman reconnurent 
que l'influence chimique du soleil augmente en allant du 



— 41 - 

rouge au violet, et qu'elle atteint son maximum au delà de 
cette dernière teinte, dans une région où la lumière et la 
chaleur cessent d'être appréciables à nos sens. Il en a fallu 
conclure par suite que certains rayons solaires ne sont ni 
lumineux ni calorifiques, ou du moins qu'ils n affectent 
pas sensiblement nos organes sous ce double rapport, tan- 
dis qu'ils excellent à provoquer des actions moléculaires ap- 
partenant au domaine de la chimie : de là le nom de rayons 
chimiques qui leur a été donné. Bérard a d'ailleurs prouvé 
que ces nouvelles radiations se comportent comme le reste 
des rayons solaires dans les phénomènes de la réflexion, 
de la réfraction, ete. Enfin, Biot, puis MM. Malagutti et 
Becquerel ont étudié l'absorption des rayons chimiques 
par les lames transparentes. Le dernier de ces observa- 
teurs a trouvé, en particulier, que les lames de verre jau- 
nes et rouges sont à peu près opaques pour ces sortes de 
rayons. 

En résumé, le spectre solaire semble être formé de trois 
spectres distincts bien que superposés en partie. Mais les 
rayons calorifiques lumineux et chimiques sont-ils réelle- 
ment de nature différente, ou chaque rayon solaire jouit- 
il à des degrés inégaux de la triple faculté d'échauffer, 
d'éclairer et de faire naître des actions chimiques ? Telle 
est la question que se posent actuellement les physiciens, il 
est probable que les progrès ultérieurs de la science vien- 
dront dissiper tous les doutes à cet égard. En attendant, 
la seconde hypothèse parait devoir être préférée comme 
étant la plus simple. 



CHAPITRE III 



Sommaire. — Intensité de la chaleur solaire à la surface du sol; résultat des 
observations de de Saussure, de Flaugergues, de sir John Herschel et de 
Pouillet. — Influence de la sécheresse, de l'humidité de l'air et des épaisseurs 
atmosphériques sur l'ardeur du soleil. — L'intensité de la radiation solaire à 
midi est la même en hiver qu'en été. — Elle est très-grande à la cime des 
montagnes, bien que l'air y reste frais; expériences de de Saussure à ce sujet. 
— Les régions équatoriales où l'ardeur du soleil est excessive sont celles où 
l'air est le plus sec. — Travail que peut produire la chaleur solaire reçue par 
une surface d'un mètre carré en une minute à la latitude de Paris. 



Bouguer et de Mairan paraissent être les premiers qui 
se soient occupés d évaluer Tintensité de la radiation so- 
laire ; mais, les nombres auxquels ils sont parvenus sous 
ce rapport ne sont pas assez, exacts pour qu'il y ait lieu de 
s'en occuper ici.* 

De Saussure jugeait, comme on la vu plus haut, son 
héliothermomètre propre à mesurer la vraie somme de 
chaleur que le soleil envoie à la terre. Cependant, si cet 
instrument peut servir à comparer entre elles les variations 
que subit la radiation solaire durant le jour ou dans le 
cours d une année, il ne semble pas susceptible d accuser 
avec toute la précision désirable la quantité de chaleur qui 
tombe par minute et par mètre carré sur un plan perpen- 
diculaire à la direction des rayons du soleil. 

On peut en dire autant de lactinomètre de W. Hers- 
chel, instrument qui diffère peu de Théliothermomètre , 
mais qui n est pas d une aussi facile construction. 

H, Flaugergues (1755-1835), dans sa retraite de Viviers 
où il cultivait paisiblement les sciences, entreprit à partir 
de 1818 une longue série d'expériences en vue de mesurer 



— 43 - 

Fintensité dé la radiation solaire ; il se^servit à cet effet de 
deux thermomètres identiques à boule noircie, dont Fun 
restait à l'ombre, tandis que l'autre était directement exposé 
au soleil avec toutes les précautions convenables. La com- 
paraison de ces instruments lui permit de constater l'élé- 
vation de température produite par l'insolation directe 
dans celle des boules qui s'y trouvait soumise; mais il 
restait à calculer et la quantité de chaleur correspondante 
et la section de la boule recevant d'aplomb les rayons du 
soleil. Or, c'est là ce que Flaugergues ne paraît pas avoir 
tenté. 11 reconnut toutefois que l'intensité calorifique de 
la radiation solaire est la même dans nos climats au sols- 
tice d'hiver qu'au solstice d'été et que les vents les plus 
forts n'ont pas d'influence sur elle. 

Enfin, sir John Herschel, pendant son séjour à partir de 
1834 au cap de Bonne-Espérance, put conclure d'expé- 
riences faites avec l'actinomètre inventé par son père que, 
dans ce pays, l'effet calorifique d'un soleil vertical au ni- 
veau de la mer suffirait à fondre une épaisseur de 0",1915 
de glace par minute. Vers la même époque, Pouillet en 
évaluant par une méthode rigoureuse l'intensité de la ra- 
diation solaire à Paris trouvait que le soleil par un beau 
jour pourrait y fondre en une minute une épaisseur de 
glace de 0™,1786. Ces deux nombres déterminés dans dqs 
circonstances si différentes présentent, comme on voit, un 
accord satisfaisant. 

On trouvera le détail des expériences de Pouillet dans 
son excellent traité de physique, ou dans les comptes ren- 
dus de l'Académie des sciences pour 1838; nous ne ferons 
ici que rappeler les principaux résultats obtenus par cet 
habile observateur, résultais bien propres à montrer l'im- 



— 44 — 

portance d'une source calorifique à laquelle on n*a pas 
fait grande attention jusqu'ici. 

Pouillet a inventé pour ce genre de recherches deux ins- 
truments qu'il appelle, l'un, pyrhéliomètre direct, l'autre, 
pyrhéliomètre à lentille. Le premier de ces instruments 
lui servait dans les temps calmes : il consistait en un vase 
d'argent très-mince, ayant la forme d'un tambour de 0",1 
de diamètre, et de 0",015 de hauteur. Ce vase contenait 
environ 100 gr. d'eau. L'une de ses bases était noircie. 




Fig. t. 

L'autre s'adaptait, vers son centre, à un tube renfermant 
un thermomètre dont la boule plongeait dans l'eau du vase 
et pouvait en faire connaître à chaque instant la tempéra- 
ture. 

La base noircie du tambour étant exposée perpendicu- 
lairement à la direction des rayons solaires. Pouillet mesu- 
rait avec toute l'exactitude possible l'élévation de tempe- 



- 45 - 

rature T produite en cinq minutes dans 1 appareil par l*in- 
soiation directe, et il lui suffisait de multiplier T par le 
nombre 0,4628 dépendant de la nature et des dimensions 
de l'instrument pour en conclure la quantité de chaleur 
versée par le soleil pendant le même temps sur la base du 
tambour. 

Le pyrhéliomètre à lentille, un peu moins simple que 
celui dont nous venons de donner une idée, ne servait que 
dans le cas où l'agitation de lair ne permettait pas 1 usage 
de ce dernier.' 

Pouillet a commencé par mesurer l'intensité calorifique 
de la radiation solaire à différentes heures- de la journée, 
et il s'est procuré de la sorte de noiçbreuses séries d'ob- 
servations, telles que la suivante, où l'épaisseur d'air ré- 
pondant à un trajet vertical est prise pour unité. 

28 Juin 1867. 



HEURE. 


ÉPAISSEUR 


VALEURS 




d'ato. 


OR T. 


7 h. 30 


1,860 


3» 8. 


10 30 


1,164 


4 


Midi 


1,107 


4.7 


1 h. 


1,132 


4,65 


2 


1,216 


4,6 


4 


1,648 


4 


6 


3,165 


2,4 



Ces variations de température tiennent, comme on sait, 



- 46 - 

à ce que les rayons du soleil nous arrivent d'autant plus 
affaiblis qu'ils ont dû traverser une plus grande épais- 
seur d'air, ou que la direction de leur trajet dans l'atmo- 
sphère s'écarte davantage de la verticale. Aussi le soleil 
nous semble moins ardent à son lever ou près de son cou- 
cher qu'au milieu du jour. C'est d'ailleurs à la même cause 
qu'il faut attribuer les différences de température entre la 
zone torride et les autres zones terrestres. 

Pouillet a vu de plus que les résultats de ses mesures 
directes pouvaient se représenter par une formule très-sim- 
ple, permettant de calculer, moyennant deux observations 
seulement : 1* la quantité de chaleur qui, en une minute, 
entre par chaque centimètre carré dans l'atmosphère ; 
2® la portion P de cette chaleur que l'air nous transmet et 
par suite l'absoption correspondante 1-P. 

D'après cette formule, si l'atmosphère terrestre n'exis- 
tait pas, il tomberait en une minute sur chaque centimètre 
carré du grand cercle qui sert de base à l'hémisphère 
éclairé par le soleil une quantité de chaleur exprimée par 
le nombre 1,7633, en prenant pour unité celle qui élève 
de zéro à 1® la température d'un gramme d'eau. Des va- 
leurs correspondantes de T et de l'épaisseur d'air traversée, 
prises non pas seulement dans quelques séries, mais dans 
toutes, ont constamment fourni ce nombre à Pouillet pour 
la mesure de la radiation solaire, abstraction faite de l'at- 
mosphère terrestre. Quant à l'absorption que subissent les 
rayons du soleil, même dans le trajet vertical à travers 
cette atmosphère, elle varie d'un jour à l'autre suivant 
Fétat du ciel. Ainsi Pouillet a trouvé que, pour un lieu 
placé dans les mêmes conditions atmosphériques que Paris 
mais ayant le soleil à son zénith, on avait : 



- 47 - 



DATES. 


P. 


1-P. 


28 Juin. 


0,7244 


0,2756 


28 Juillet. 


0,7285 


0,2415 


22 Septembre. 


0,7780 


0,2220 


4 Mai. 


0,7556 


0,2444 


11 Mai. 


0,7888 


0,2112 


Soleil d'hiver. 


0,7488 


0,2512 



« Il en résulte, dit Pouillet, que dans le trajet vertical, 
Tatmosphère absorbe au moins les 0,21 de la chaleur in- 
cidente, et au plus les 0,27, sans que le ciel cesse d'être 
serein. Je dois ajouter cependant que le 28 juin, auquel 
correspond labsorption de 0,28, on distinguait un léger 
voile blanc sur la voûte du ciel. D'ailleurs, d autres obser- 
vations, pour lesquelles les séries n'ont pas pu être com- 
plètes ne m^ont accusé qu'une absorption de 0,18. Ainsi, 
Ton peut dire que l'absorption atmosphérique est comprise 
entre 18 et 24 ou 25 centièmes, sans qu'il soit possible de 
distinguer dans le ciel des vapeurs qui en troublent la 
transparence. » 

La valeur moyenne de P trouvée par Pouillet, en sup- 
posant le soleil au zénith de Paris, est 0,759 ; c'est-à-dire 
que sur 1,000 rayons entrant verticalement dans l'atmo- 
sphère terrestre, il en arrive en moyenne 759 au sol de 
Paris. 

Après Pouillet, M. le comte de Gasparin s'est proposé 
de déterminer au profit de l'agriculture, «non-seulement 
|a quantité de chaleur solaire qui frappe les corps opaques, 



- 4» — 

mais encore celle qui peut s accumuler dans ces corps : en 
un mot Tétat variable de la température de ces corps expo- 
sés au soleil aux différents jours de Tannée et aux différentes 
heures du jour > (Comptes rendus deFAcadémie des sciences 
pour 1853). L'instrument dont le savant agronome s*est 
servi dans cette circonstance est d une extrême simplicité. Il 
consiste en « une sphère de cuivre mince de 10 centimè- 
tres de diamètre, pesant au plus de 90 à 100 grammes, 
portant à son sommet une ouverture dans laquelle on en- 
gage un thermomètre dont la boule se soutient au centre 
à peu près de la sphère. L'ouverture est lutée ensuite par 
de la gomme laque ou de la cire. Cette sphère, portée sur 
un pied fortement fixé pour que le vent ne la renverse pas, 
placée à Tabri du rayonnement des corps environnants, 
et, autant que possible sur un poteau isolé, est peinte avec 
deux couches de noir de fumée appliquées au moyen d une 
huile siccative. » 

(c Nous avons, dit M. de Gasparin, employé la boule à 
déterminer la chaleur qui vient du soleil dans un temps 
donné, et le résultat de douze expériences faites au. mois 
de février 1853, au château de Pomerols, près de Taras- 
con-sur-Rhône, nous a donné une valeur moyenne de 
0,680 pour rde chaleur solaire qui traversait latmosphère 
à cette époque. 

« A Versailles, M. Haëghens, seservantdu mêmemoyen, 
trouvait le 1*' mai, à 8 h. 50 m. du matin, 0,431 ; à 
11 h. 60 m., 0,7276 ; enfin, à 6 heures du soir, 0,8346. La 
radiation avait augmenté pendant toute la journée. 

«( M. Pouillet avait obtenu à Paris une valeur moyenne 
de 0,759. En nous servant de son pyrhéllomètre, nous 
avons eu au mois de juillet et d août 1842, à Orange, 



-49- 

une moyenne de 0,6759, un maximum de 0,8720 et un 
minimum dé 0,4904. » 

M. de Gasparin considère également, dans ces sortes 
d'expériences, ce qu*il appelle la faculté d'accumulation de 
la boule, faculté qui dépend de la diaphanéité de lair, de 
sa température et de son état d'humidité. Il trouve, par 
exemple, que : 

« A Versailles, pendant le mois d'août 1852, de 2 à 3 
heures, la faculté d'accumulation a été exprimée par le 
chiffre 5,756 ; 

« Dans le même mois, à Orange, par le chiffre 7,132 ; 

« Enfin, au grand Saint-Bernard, par le chiffre 13,267 ; 

(( Cette grande quantité de chaleur du Saint-Bernard, 
ajoute-t-il, n'a rien qui doive étonner, si Ion pense que 
cette station est élevée de 2,491 mètres au-dessus delà 
mer ; que la moyenne de la pression barométrique y est de 
563™°,77, et qu'ainsi l'épaisseur de l'atmosphère au zé- 
nith étant 1 , le baromètre au niveau de la mer a 262"°',34 ; 
la couche d'air qui surmonte le point n'est que les 0,7395 
de celle qui pèse sur la mer. 

« U est facile de concevoir aussi que les rayons solaires 
éprouvent bien moins d'obstacles dans un air moins dense, 
plus froid et par conséquent moins chargé de vapeurs 
aqueuses ; car la tension des vapeurs décroît plus rapide- 
ment que le poids de l'air ; ainsi à Marseille, pour 14*^,1 de 
température moyenne, la tension de saturation est de 
11™,99, et, au grand Saint-Bernard^ pour une température 
moyenne de 2*,66, cette tension n'est plus que de 3°*,75 ; 
c'est-à-dire que, pour une pression atmosphérique des 
trois quarts de celle de Marseille, la tension de la vapeur 
n'est plus que d'un tiers. » 

4 



- 60- 

C'est à de Saussure que l'on doit la première idée de 
comparer les intensités de la radiation solaire à deux hau • 
teurs différentes. On avait remarqué de son temps qu'un 
verre ardent perd de sa force au sommet d'une montagne 
élevée, mais au lieu d'assigner à ce phénomène sa véri- 
table cause, en observant que la combustion des corps est 
d'autant moins vive qu'ils brûlent dans un air plus rare, 
^ on s'était hâté d'eu conclure que les rayons solaires ne 
/ sont pas chauds par eux-mêmes et qu'ils ont besoin pour 
engendrer la chaleur de se combiner à quelque principe 
subtil exhalé par la surface terrestre. Pour combattre cette 
manière de voir, de Saussure n'eut qu'à relever les indica- 
tions de son héliothermomètre à deux stations dont la dif- 
férence de niveau était de 1,514 mètres environ. 

(( Dans l'intention dit-il, de faire avec cette boite deux 
expériences comparatives et bien parallèles entre elles, je 
la fis porter ^urla cime du Cramont, le 16 juillet 1774 ; là 
je la réchauffai lentement au soleil, jusqu'à ce que le ther- 
momètre, qui était au fond, eût atteint le SO"" degré : dès 
lors je la tins exposée directement aux rayons du soleil 
pendant une heure précise, c'est-à-dire depuis 2 h. 12 m. 
jusqu'à 3 h. 12 m. ; et dans cette heure le thermomètre 
monta de 50^ à 70^. Un thermomètre semblable, appliqué 
sur le liège noirci au dehors de la boite, était monté à 21 
degrés, et un troisième thermomètre, à boule nue, exposé 
en plein aux rayons du soleil, à 4 pieds au-dessus du g^* 
ron, ne se soutenait qu'à 5®. 

. « Le lendemain, au retour de Gourmayeur, où j'eus le 
bonheur d'avoir un temps clair, parfaitement semblable 
à celui de la veille, je choisis une prairie découverte 
dans laquelle j'établis mon appareil : je fis en sorte. 



— si- 
en le réchauffant lentement au soleil, qu*à 2 lu 12 m. pré- 
cises le thermomètre au fond de la boite se trouvât exac- 
tement à 50^, et dès lors je tins ma boite constamment ex- 
posée au soleil pendant une heure précise, en la retour- 
nant aux mêmes périodes et le même nombre de f<ns que 
sur le Cramont. Cependant le thermomètre renfermé dans 
la boîte ne monta qu'à 60"*, c'est-à-dire moins haut 
d'un degré que sur le Cramont, quoique celui qui était 
placé sur le liège en dehors de la boîte montât de 6*^ plus 
haut qu'au Cramont, savoir à 27**, et celui qui était en 
plein air, à 14** de plus que sur la montagne, savoir à 19*. 

(( - Donc , dans les circonstances les plus semblables 
qu'il soit, à ce que je crois, possible de choisir, uue 
différence de 777 toises, dont la cime du Cramont est 
plus élevée que Courmayeur, diminua de 14® la chaleur 
que les rayons du soleil étaient capables de donner à ua 
corps entièrement exposé à l'action de l'air extérieur; 
de 6®, seulement, celle d'un corps qui était en partie 
à l'abri de cette action, et elle augmenta, au contraire, 
d'un degré , celle d'un troisième corps qui en était en- 
tièrement garanti. » 

Les expériences de de Saussure ont été reprises dans 
notre siècle et poursuivies, de 1832 à 1842, par Forbe» 
et Kaemtz. Ces deux observateurs , en opérant à Brientz 
et sur le Faulhorn, avec une différence de niveau de 
2,119 mètres , ont trouvé que : 

1® La radiation solaire est, comme l'avait constaté <ie 
Saussure , plus; forte sur les montagnes que dans les 
plaines. 

2^ Tout faisceau de chaleur solaire est formé de deux 
sortes de rayons : les uns facilement absorbables par 



— 52 — 

Tatmosphère et formant à peu près les 0,8 du nombre 
total, les autres se refusant absolument à toute ex- 
tinction. 

3^ Le nombre des rayons de premier ordre décroit en 
progression géométrique, et se réduit de 80 à 33 pour 
100 dans le trajet vertical à travers latmosphère. 

Forbes conclut de ces résultats remarquables que la 
portion de chaleur solaire qui , dans nos climats , arrive 
jusqua la sur&ce du sol, n*est pas aussi grande que 
I*avait pensé Pouillet, et quau lieu de former les 0,75 
du nombre des rayons extra-atmosphériques, elle n'en 
est que les 0,53. 

Ajoutons enfin, pour achever de caractériser Tin- 
fluence de latmosphère sur les radiations calorifiques du 
soleil, que, d'après Melloni et Yolpicelli, un faisceau de 
chaleur solaire ne traverse pas une plaque diathermane 
avec une égale facilité aux différentes heures du jour, 
et que^ par suite, la composition du faisceau varie avec 
I épaisseur d'air qu'il a traversée. 

Les mêmes circonstances qui favorisent l'intensité de la 
radiation solaire à la cime des montagnes élevées empê- 
chent l'air de s'y échauffer : aussi, sans compter la 
fraîcheur des nuits, le moindre vent suffit -il pour y 
amener un abaissement notable de température. Il ne faut 
donc pas s'étonner que les explorateurs de ces hautes 
régions éprouvent ordinairement au soleil une chaleur 
accablante, tandis qu'il leur suffit de se mettre à l'ombre 
pour ressentir aussitôt le froid glacial de l'atmosphère. 
L^occasion s'offrit souvent à Bouguer d'étudier ce phéno- 
mène sur le plateau de Quito ; mais il était réservé à de 
Saussure de l'observer dans des conditions encore plu^ 



- 53 - 

remarquables, puisque ce fut après une aecensiou péril- 
leuse à travers les neiges que Tintrépide naturalisle , 
parvenu à la cime du Mont-Blanc, y trouva, malgré le 
froid de ces régions, 1 ardeur des rayons du soleil in- 
supportable quand ils frappaient directement les mains 
ou le visage. Un illustre physicien anglais, M. Tyndall, 
est venu confirmer, sur ce point , le témoignage de 
de Saussure. 

« L'air, sur les hautes montagnes, dit -il dans son 
Traité de la chaleur , peut être excessivement froid , 
quoique le soleil darde ses rayons brûlants. Les rayons 
solaires , qui , dans leur contact avec la peau humaine , 
sont presque douloureux, restent impuissants à échauffer 
lair d'une manière sensible ; il suffit de se mettre parfai- 
tement à Tombre pour sentir le froid de l'atmosphère. 
Jamais, dans aucune circonstance, je nai tant souffert 
de la chaleur solaire qu en descendant du corridor^ au 
grand plateau du Mont-Blanc, le 13 août 1857 ; pendant 
que je m'enfonçais dans la neige jusqu'aux reins, le soleil 
dardait ses rayons sur moi avec une force intolérable. 
Mon immersion dans l'ombre du dôme du Goûté changea 
à l'instant même mes impressions; car là l'air était à 
la température de la glace. Il n'était pourtant pas sen- 
siblement plus froid que l'air traversé par les rayons 
du soleil; et je souffrais, non pas du contact de l'air 
chaud, mais du choc des rayons calorifiques lancés contre 
moi à travers un milieu froid comme la glace. » (Traduc- 
tion de M. l'abbé Moigno.) 

Plus on s'élève, d'ailleurs, dans l'atmosphère, plus le 
contraste entre l'ardeur du soleil et la température de 
l'air est frappant; nous en trouvons diverses preuves 



— 54 — 

dans les récits* des aéronautes , mais la suivante suffira : 
elle est extraite des rapports de M. Camille Flammaribû 
sur son ascension du 15 avril 1868 : 

(( Quoique le soleil soit ardent sur notre visage, dit 
l'infatigable observateur, la température décroît con- 
stamment. A 3,000 mètres, nous avons déjà 7 degrés 
au-dessous de zéro. A 4,150 mètres, point de notre plus 
grande élévation, nous avons eu 12 degrés de froid, tan* 
dis que le soleil était d'une chaleur intolérable pour nos 
têtes. » 

La série d'ascensions périodiques que vient d'inaugurer 
M. Flammarion promet, comme on voit, à la météorologie 
tout entière une riche moisson de faits intéressants. 

Si la sécheresse est, en quelque sorte, permanente dans 
les hautes régions de l'atmosphère, l'air des plaines ou 
des montagnes peu élevées est généralement humide, ce 
qui en diminue plus ou moins la transmission calorifique. 
Ce fut P. Prévost qui, dans son Traité du calorique 
rayonnant^ publié en 1809, avança le premier que l'air 
humide perd de sa transparence par la chaleur; cette 
manière de voir fut confirmée depuis par les expériences 
de M. Tyndall, qui regarde la chaleur absorbée par la 
vapeur d'eau répandue dans l'air comme étant égale à 
72 fois environ celle qu'absorberait cet air s^il était sec. 
D'après ce même physicien, l'atmosphère peut\être 
saturée de vapeur d'eau sans que l'azur du ciel en soit 
altéré; de sorte qu'une grande transparence pour la 
lumière serait compatible avec une grande opacité pour 
la chaleur. Mais un autre observateur, qui s'est beaucoup 
occupé de cette question, M. Poey, trouve, au contraire, 
que plus lair est sec , plus on est frappé de la. pureté du 



— 56 — 

ciel, et que la première annonce d*un cbangement de 
temps est Tapparitioa d*un voile de vapeur qui vient en 
ternir Tazur. On peut, d'ailleurs, à Tappui de cette der- 
nière opinion, citer une remarque déjà ancienne, puis- 
qu'elle remonte à Tannée 1774 : elle est due à Mao- 
quer (1718-1784) , célèbre chimiste français, qui, dans le 
compte rendu de ses ess£us au moyen de verres ardents , 
s exprime ainsi : 

« Une circonstance dont il est très-essentiel d*être pré- 
venu, et que tous ceux qui se sont servis avant nous de 
ces instruments ont éprouvée, ainsi que nous, avec beau- 
coup de désagrément, c est que, dans un climat tel que 
celui-ci, et peut^tre même dans tous les climats, à peine, 
pendant le cours de toute Tannée, se trouve-t-il sept ou 
huit jours entièrement favorables aux expériences, il ne 
suffit pas pour cela qu'il fasse du soleil, et ce que tout le 
monde appelle un beau temps ; il faut encore que Tair 
soit très-pur et entièrement exempt de poussière et de va- 
peurs de quelque genre que ce soit. L'expérience ne nous a 
démontré que trop souvent que cette circonstance influe 
plus qu'on ne pourrait l'imaginer sur la force et les effets 
du foyer. Le moyen qui m'a paru le plus sûr pour recon- 
naître les temps les plus favorables au travail, ça été de 
considérer, soit à la vue simple, soit encore mieux avec 
une lunette, l'objet le plus éloigné qu'on peut apercevoir : 
plus on voit cet objet bi^i nettement et bien distinctement , 
plus il est certain que Tair est bien disposé pour les ex- 
périences ; mais ce qu'il y a de bien fâcheux, à cause de 
l'incertitude que cela jette sur les résultats des expé- 
riences, c'est que Tair est sujet, à cet égard, à des vicissi- 
tudes fréquentes et souvent très -promptes. Il m'est arrivé 



-56- 

nombce de fois de voir, dans le cours d'une expérience 
qui ne durait que quelques minutes, des matières qui, par 
leur fonte parfaite et tous les autres phénomènes de la plus 
violente chaleur, éprouvaient la plus forte action du foyer 
se refroidir presque instantanément jusqu'à se figer, sans 
qu'il parût dans lair aucun changement sensible ; et, dans 
ce cas, lorsque j'avais eu la précaution de m'assurer de l'é- 
tat de l^air par l'épreuve de la lumière en commençant 
l'expérience, si je réitérais la même épreuve lorsque le 
foyer me paraissait moins actif, je ne manquais guère d'ob- 
server que l'objet éloigné me paraissait sensiblement moins 
net. » 

11 est juste de reconnaître d'ailleurs que, dès l'année 
1702, Homberg (1652-1715), médecin du duc d'Orléans, 
avait fait la plupart des remarques précédentes en se ser- 
vant du verre ardent du Palais-Royal. Il avait même ob- 
servé que les rayons solaires n'ont jamais plus de force 
qu'après une pluie abondante, quand le soleil apparaît 
entre deux nu^es ; et la raison en est sans doute que 
l'air se trouve alors momentanément débarrassé des pous- 
sières qu'il tient en suspension et d'une partie de sa va- 
peur d'eau. Homberg reconnut enfin que le foyer de son 
verre ardent n'avait qu'une faible énergie pendant les cha- 
leurs extraordinaires de l'été de 1705, tandis qu'il produi- 
sait durant les froids les plus vigoureux des effets calori- 
fiques remarquables ; mais l'influence de la densité de l'air 
sur la combustion jouait probablement le principal rôle 
dans cett0 circonstance. Au reste, on a déjà vu que Flàu- 
gergues avait été conduit par des observations précises à 
reconnaître que l'intensité de la chaleur solaire est la 
même en hiver qu'en été ; et tel est aussi le résultat des 



— 57 — 

expériences que vient de publier le P. Secchi, directeur de 
l'observatoire romain. Cet astronome ayant en effet essayé 
de mesurer avec un appareil de son invention Tintensité 
calorifique de la radiation solaire^ a trouvé non-seulement 
qu'elle n'est pas moindre au solstice d'hiver qu'au solstice 
d'été, mais encore que pour une même hauteur du soleil 
au dessus de l'horizon elle est deux fois plus grande à la 
première époque qu'à la seconde. De tous ces faits on est 
donc forcé à conclure que l'air humide est beaucoup moins 
perméable que l'air sec aux rayons du soleil , et que le 
froid en ménageant à ces rayons un passage plus facile 
dans l'atmosphère leur conserve une partie de leur ardeur. 

Cette dernière influence n'est sans doute pas à négliger 
dans les zones glaciales ; mais, ce qui contribue surtout à 
rendre excessive la chaleur des étés de ces régions, c'est 
que la durée du jour peut y varier de vingt-quatre heures 
à six mois. Aussi, entre 70 et 80 degrés de latitude nord, 
le soleil est-il parfois assez ardent pour fondre comme à 
l'équateur le goudron des vaisseaux. Le voyageur Acerbi 
dit avoir souvent relevé en Laponie des températures de 
40 à 45 degrés au soleil ; il se plaint à diverses reprises 
de la chaleur accablante dont il avait à souffrir durant ses 
excursions à travers ce pays. Voici d'ailleurs une des plus 
curieuses observations qu'il fit à ce sujet : 

«c Cherchant, dit-il, à établir quelle pouvait être la cha- 
leur du soleil à minuit, temps où le soleil est élevé à l'ho- 
rizon d'environ deux ou trois de ses diamètres, nous vou- 
lûmes tenter si nous pourrions allumer nos pipes au foyer 
d'un verre ponvexe. A peine avions-nous commencé l'ex- 
périence, q^e la fumée en indiqua le succès. » 

Cependant il peut se &ire que le vent, la sécheresse de 



- 58 - 

Fair et la réverbération produite par les neiges des rayons 
solaires vers l'espaoe amènent dans les régions boréales de 
grands abaissements de température. C'est ainsi que le 
comte Henry Russell, voyageant en Sibérie, a vu par un 
soleil radieux, l'eau-de-vie geler sous le foin, et le thermo- 
mètre descendre à plus de 35 degrés au-dessous de zéro. 
Disons cependant que dans cette circonstance, lexposition 
d'un thermomètre ordinaire à Tair libre ne pouvait fournir 
que des indications erronées relativement à Tintensité de 
la radiation solaire, et qu'il eût été préférable, ou de mettre 
rinstrument à labri du vent comme le recommande Flau- 
gergues, ou de se servir d'appareils plus exacts, tels que 
ceux de de Saussure ou de Pouillet. 

L'air étant également très-sec dans les lieux éloignés 
des mers et privés d*eau, Tardeur du soleil y devient le 
plus souvent insupportable pendant presque toute la durée 
du jour, tandis que le froid des nuits y est toujours très- 
vif. C'est ce qu'on remarque, en particulier sur les plateaux 
de l'Asie centrale, et surtout dans certaines parties de la 
zone torride, telles que le Sahara, l'intérieur de l'Austra- 
lie, etc. Afin de donner une idée des écarts de température 
observés dans ces dernières régions, disons qu en Aus- 
tralie, par exemple, le thermomètre varie parfois de 
50 degrés en un jour et que deux voyageurs dignes de foi, 
le comte Henry Russell et le capitaine Sturt, disent y avoir 
constaté l'un 64 et l'autre 71 degrés au soleil. 

Nous devons faire observer encore que dans les contrées 
sèches l'air n'est pas toujours d*une grande pureté, et 
qu'au Sahara, par exemple, il est mélangé de poussières 
très-fines dont les pluies ne viennent jamais le débarras- 
ser. Jusqu'à quel point la radiation solaire en est*elle 



- 59 — 

affaiblie? Quelle est Tintensité de cette même radiation 
dans les autres parties de la zone torride, où le ciel plus 
riche en vapeur d'eau que dans les zones tempérées se 
montre si transparent pour la lumière ? Dans quelle pro* 
portion s'éteignent enfin les rayons calorifiques qui traver- 
sent obliquement l'atmosphère pour aller réchauffer les 
zones gladales ? Telles sont les principales questions qu'il 
importerait encore de résoudre; malheureusement on est 
forcé de s en tenir à cet égard à de simples conjectures, 
faute de données précises. Il serait cependantd autant plus 
nécessaire de mesurer directement l'intensité de la radiar 
tion solaire à diverses latitudes que les variations hygro- 
métriques à la surface du globe sont peut-être fort diffé* 
rentes de celles qu'on observe en France dans le cours 
d'une année, et que par suite les calculs de Pouillet, uni- 
quement fondés sur ses expériences de Paris peuvent ne 
pas donner la vraie somme de chaleur que le soleil envoie 
annuellement à la terre. . 

Quoi qu'il en soit de la solution de ces questions impor- 
tantes, et quand même l'intensité de la radiation solaire 
dans les régions intertropicales ne serait guère plus grande 
qu'à Paris, nous allons essayer de montrer que la plupart 
des contrées où le ciel reste longtemps pur offrent de sé- 
rieux avantages au point de vue des applications mécani- 
ques de la chaleur solaire. 

A ne considérer que les expériences de Pouillet, chaque 
centimètre carré normalement exposé aux rayons du soleil 
reçoit à Paris environ une unité de chaleur par minute, de 
8 heures du matin à 5 ou 6 heures du soir pendant tout le 
cours de l'année. D'où il suit qu'il tombe, dans les mêmes 
conditions, sur un mètre carré 10 calories par minute. 



— 60 - 

c*e8t-à-dire une quantité de chaleur suffisante pour faire 
bouillir en moins de dix minutes un litre d*eâu à la tempé- 
rature ordinaire. Afin d évaluer d'une manière approxima- 
tive le travail que peut ainsi recueillir une sur&ce d*un 
mètre carré, observons qu'une calorie équivaut au mini- 
mum à un travail de 425 kgm.; en sorte que la sur&ce 
en question reçoit 4,250 kgm. par minute, ce qui fait 
70 kgm., 8 par seconde. Divisant ce dernier nombre par 
75, valeur en kilogrammètres du cheval-vapeur, on trouve 
0,94. Ainsi, le soleil par un beau jour lance pendant 8 
ou 9 heures à Paris un travail de près d'un cheval-vapeur 
par mètre carré I A la vérité, ce travail est purement théo- 
rique, et ce serait commettre une grave erreur que de le 
croire suffisant pour alimenter une machine à vapeur ou 
même à air chaud de la force d'un cheval. En outre, on 
ne saurait emmagasiner les rayons du soleil sans recourir 
à l'emploi de châssis vitrés qui en absorbent les 2 ou 3 
dixièmes. Mais, il faudrait s'exagérer singulièrement l'im- 
portance de ces restrictions pour méconnaître celle de la 
source calorifique elle-même, surtout si l'on observe qu'on 
peut toujours se procurer un surcroit de chaleur incidente 
au moyen de réflecteurs de formes et de dimensions con- 
venables. Au reste, on verra plus loin par des expériences 
variées beaucoup mieux que par un calcul approximatif 
({ue la chaleur du soleil serait loin d'être à dédaigner comme 
force motrice, même dans nos climats, si l'état du ciel 
permettait de la recueillir avec autant de régularité que 
sur d'autres points du globe. 



CHAPITRE IV 



SoMMAiKE. — Réflexion de la lumière et de la chaleur. — Propriétés des miroirs 
sphériques, cylindriques ou coniques. — Les glaces étamées ne réfléchissent 
pas aussi bien la chaleur que la lumière. — Les miroirs métalliques sont 
très-propres à réfléchir la chaleur. — Le pouvoir réflecteur d'une surface mé- 
tallique polie dépend de la nature des rayons calorifiques. ~ Expériences de 
MM. Laprovostaye et Desains. — Le plaqué d'argent réfléchit très-bien la 
chaleur solaire. — Métaux qu'on peut encore employer pour cet usage.—- 
Avantages et inconvénients des lentilles de verre. — Les réflecteurs métal*- 
liques sont de beaucoup préférables aux lentilles pour les applications 
usuelles. 



La lumière et la chaleur sont, comme on sait, des flui- 
des élastiques, c'est-à-dire que toutes les fois qu'un rayon 
lumineux ou calorifique BA vient 
frapper une surface brillante ËZ en 
un point A, il s'y brise aussitôt en 
suivant à partir de ce point une nou- 
velle direction AC parfaitement dé- 
terminée et qu'on nomme le rayon 
réfléchi. Les lois qui président à ce 
i^ig- 4- phénomène sont les suivantes : 

1** Le rayon incident BA, le rayon réfléchi AC et la nor- 
male AD à la surface brillante, sont dans un même plan. 
2** L'angle de réflexion DAC est égal à l'angle d'incidence 
BAD. 

La connaissance de ces lois permet de donner à la sur- 
face brillante une forme telle que les rayons réfléchis ail- 
lent tous passer par un même point appelé foyer, ou par 
une même ligne appelée ligne focale ; et l'on obtient de la 




— 62 



sorte des portions Fléchissantes de sphère, de cylindre, 
de cône, que 1 on désigne sous le nom ooUectîf de miroirs 
ardents. 

Nous allons rappeler brièvement les propriétés de quel- 
ques uns de ces miroirs ou plutôt des lignes qui servent à 
les engendrer, en nous bornent d ailleurs à considérer des 
faisceaux de rayons incidents parallèles, puisque tel est le 
cas des rayons solaires. 

Soit, en premier lieu, AB un arc de cercle ayant pour 

milieu le point C et pour centré 
le point 0. Si Ton regarde cet 
arc comme une ligne réfléchis- 
sante, on démontre sans peine 
que tout rayon incident MN, 
parallèle à la droite OC, se ré- 
fléchit sensiblement au milieu 
F de cette droite, pourvu tou- 
tefois que lare AB soit une 
assez petite fraction de la cir- 
conférence. 
Dans le cas contraire les rayons incidents qui aboutissent 
aux extrémités A et B de lare se réfléchissent en un point 
G, plus voisin de C que le point F. Le calcul rafontre de 

plus que l'intervalle FG est environ ^^ -^^^ -^, ^^ 

^ ^^ de la distance OC selon que lare AB est de 6, 12, 

18, 24, 30, 36 degrés. 

A la rigueur, les rayons solaires, n'étant pas exacte- 
ment parallèles entre eux, viennent se réfléchir en un point 
G' situé entre F et ; mais la distance FG' est inappré- 
ciable. 




Fig. 5. 



- 63 - 

Veut-on maintenant connaître les propriétés < 
concaves formés d'une calotte sphérique oo d'une portîcm 
de cylindre à base circcttain^ rien n'est plus &cile grâce à 
la figure préoédente. 

En premier lieu, si Tare AG tourne autour de la droite 
OC supposée fixe, il engendre une calotte sphérique dont 
les points et G sont respectivement le centre et le pôle, 
et Ton voit de suite qu'un miroir concave de cette forme 
réfléchira vers le point F tous les rayons incidents paral- 
lèles à son axe OG. 

En second lieu, si Ton conçoit qu'une droite de longueur 
donnée perpendiculaire en A au plan AGB, se déplace pa- 
rallèlement à elle-même de telle sorte que son pied g^sse 
le long de Tare AB, comme tous les points de la droite dé- 
crivent des arcs égaux à ce dernier^ et qu'elle engendre 
ainsi une surface cylindrique à base circulaire, on en con- 
clut immédiatement qu'un miroir concave de cette forme 
concentre tous les rayons incidents parallèles à OG en une 
droite perpendiculaire en F au plan de l'arc AB et qui a 
même longueur que la génératrice de la surface cylin- 
drique. 

Si le point G n'était pas le milieu de l'arc AB, les rayons 
parallèles à la droite OG n'en viendraient pas moins con- 
courir après leur réflexion vers le milieu F de cette droite : 
il en résulte que, dans le cas d'un miroir sphérique, les 
rayons réfléchis formeraient un cône oblique ayant pour 
sommet le point F et pour base le miroir lui-même; tan- 
dis que pour un miroir cylindrique la ligne focale, sans 
cesser d'être perpendiculaire en F au plan de l'arc AB, se 
rapprocherait de Tun des deux bords du miroir auxquels 
elle serait parallèle. 



— 64 — 

D après ce qu'on a dit plus haut, pour que les rayons 
parallèles à OC se réfléchissent en un même point F, il faut 
que l'arc AB ne contienne qu'un petit nombre de degrés. 
Or, comme la longueur d'un arc dont la valeur en degrés 
reste constante, est proportionnelle à son rayon, tant que 
le rayon OC sera très-petit, il en sera de même de l'arc AB, 
et les miroirs auxquels cet arc donnera naissance n'offri- 
ront pas une grande étendue. D'un autre côté, dans l'hy- 
pothèse d'un rayon et par conséquent d'un arc très-gi*and, 
la distance FC croîtra dans le même rapport que OC, et de 
là résulteront deux inconvénients eissez graves : car, d'une 
part, si l'on suppose le plan de l'arc AB perpendiculaire à 
l'axe du monde et la droite CO dirigée vers le soleil, le 
déplacement du point F occasionné par le mouvement 
diurne de l'astre sera d'autant plus considérable dans un 
même temps que la distance FC sera plus grande ; et, 
d'autre part, l'intensité du foyer sera d'autant moindre 
que les rayons réfléchis auront dû pour s'y réunir traver- 
ser une plus grande épaisseur d'air. La conclusion qui dé- 
coule naturellement de ces remarques, c'est que là circon- 
férence ne peut guère servir à la construction des miroirs 
ardents de grande étendue. Mais il est facile, comme on 
va le voir, de trouver une courbe qui permette d'atteindre 
ce but avec toute la précision désirable. 

Soient F la direction des rayons 
incidents parallèles et F le point où 
l'on veut qu'ils viennent tous se ré- 
fléchir. Menons par le point quelcon- 
que D de E une perpendiculaire à 
cette droite, et supposons qu'un 
rayon incident M N coupe cette per- 




-65- 
pendîculaire en N. Il s'agît de trouver la nature de la 
courbe que doit rencontrer M N pour aller se réfléchir en 
F et le point d'intersection des deux lignes. 

Pour cela tirons la droite F N, et par son miUeu I, me- 
nons-lui la perpendiculaire I T qui coupe M N en A : nous 
allons prouver que A est un point de la courbe cherchée 
et que M A se réfléchit suivant A F. En efiet, il résulte de 
cette construction que les triangles N A I et F A I sont 
égaux entre eux, comme on peut le reconnaître d'ailleurs 
en repliant la figure autour de I T de façon que Tun de ces 
triangles s applique sur l'autre : on en conclut l'égalité des 
angles 1 A N et F A I. Mais, l'angle I A N est aussi égal à 
l'angle T A M qui lui est opposé par le sommet : donc, les 
angles F A 1 et T A M sont égaux entre eux. 

Gela posé, regardons la droite I T comme une ligne ré- 
fléchissante, et menons-lui la perpendiculaire ou normale 
A P. Il est clair que si des angles droits P A I, P AT, on 
retranche les angles égaux F A I, M A T, les restes F A P 
et P A M seront encore égaux. Donc le rayon MA, qui fait 
avec A P l'angle d'incidence M AP, se réfléchit suivant 
A F, et le point A appartient à la courbe cherchée. 

Pour trouver la- nature de cette courbe, observons que 
les droites A F et A N étant d'après la construction pré- 
cédente égales entre elles, le point A est également éloi- 
gné du point F et de la droite D N. Or, cette propriété 
commune à tous les points de la courbe cherchée suffit 
pour la caractériser. On donne à une pareille courbe le 
nom de parabole; le point F en est le foyer, et la droite 
D N en est la directrice. 

La construction qui a fourni le point A pourrait servir à 
déterminer d'autres points de la parabole; mais, il est plus 

5 



- ce- 
simple de procéder à cet égaixl de la manière suivante : 
Soient F le foyer et D N la directrice de la parabole 
qu'il s'agît de construire. On mène d abord par le point F 




Fig. 7. 

la perpendiculaire D à la directrice, et Ion prend le mi- 
lieu A de F D : ce point fait évidemment partie de la courbe ; 
c'est le sommet de la parabole et la droite D en est Taxe. 
Pour obtenir d'autres points de la courbe, on prend sur 
l'axe les points C, E, F,... etc., suffisamment rapprodiés 
les uns des autres : par ces points on mène des perpendi* 
culaires indéfinies à l'axe ; puis, du point F comme centre, 
avec les rayons D C, D E, D F,... on décrit des arcs de 
cercle qui coupent les perpendiculaires correspondantes 
aux points M, ;w, N, /i, P, /?,... et il ne reste plus qu'à 
joindre par un trait continu les points P, N, M, A, m, /?, 
/7,... pour obtenir avec une approximation convenable un 
arc de parabole. On voit, au reste, par cette construction, 
que la courbe a deux branches infinies parfaitement symé- 
triques par rapport à D. 



- 67 - 

Il suffit actuellement de concevoir que lare PA tourne au- 
tour de Taxe OD, supposé fixe, pour ea conclure qu'il en- 
gendre un miroir concave propre à réfléchir en F tous les 
rayons parallèles à OD : ce miroir formé d'une portion de pa- 
raboloïde de révolution a reçu le nom de miroir parabolique. 

Enfin, si l'on imagine qu'une droite perpendiculaire en 
P au plan de l'arc P A /> se déplace parallèlement à elle- 
même de manière à ce que son pied glisse le long de cet 
arc, on voit qu'elle engendrera de la sorte une surface cy- 
lindrique dont la partie concave réfiécliira les rayons inci- 
dents parallèles à D suivant une droite perpendiculaire 
en F au plan de l'arc P A/?, et d'ailleurs égale à la géné- 
ratrice de la surface cylindrique. 

De ces deux miroirs paraboliques le premier présente 
de très-grandes difficultés d'exécution, Jtandis que le se- 
cond peut facilement se construire, même avec des dimen- 
sions considérables, au nM>yen d'un simple châssis de bois 
sur lequel on applique des feuilles métalliques brillanles. 
C'est dire assez que si l'un de ces appareils n'est pas pra- 
tique, l'autre est susceptible de rendre de grands services 
à bon marché. 

Les miroirs ardents peuvent encore affecter la forme 
conique. En effet, soit A B C un cône droit à base circu- 

■làire, engendré par la révolution 
lu triangle rectangle A BD au- 
tour du coté fixe BD : si l'on 
suppose que la surface iiitérieurc 




^lo ce cône soit brillante, on voit 
Siins peine que les rayons incî- 
I Jents parallèles à l'axe BD vien- 
^*^- •• dront après leur rencontre avec 



- 68 - 

le mîroîr se réfléchir en différents points de cet axe ou de 
son prolongement, et que, par suite, ils auront pour 
ligne focale une portion de droite dirigée suivant BD. 
Dupuy, qui s'est occupé de cette question dans une 
note relative à un passage de Plutarque, montre de plus 
que, si le triangle rectangle générateur ABD est isocèle^ 
la ligne focale est Taxe BD lui-même, et que cette ligne 
est alors plus courte, et par conséquent plus comburante, 
que si, l'ouverture A G du miroir restant la même, 
Tangle ABC au lieu d'être droit comme dans cette 
circonstance était obtus ou aigu. On verra plus loin que 
cette propriété n'avait point échappé aux anciens. 

Comme il n'est pas nécessaire qu'un miroir ardent ait 
rigoureusement pour foyer soit un point, soit une ligne, 
on peut encore concentrer assez bien les rayons du sobil 
au moyen de certaines combinaisons de miroirs plans. 
Si nous ne donnons pas ici la théorie de cette espèce de 
réflecteurs , c'est qu'ils offrent peu d'intérêt au point de 
vue des applications, et que, d'ailleurs, nous aurons 
bientôt l'occasion d'y revenir en parlant des découvertes 
des anciens à ce sujet. 

Quelle est maintenant la substance la plus propre à 
former de bons réflecteurs? Au premier abord , on serait 
tenté de donner la préférence aux glaces étamées, parce 
qu'elles réfléchissent mieux la lumière que tout autre 
miroir, et que, de plus, elles sont inaltérables à l'air. 
Mais , d'après ce qu'on sait des propriétés de la chaleur, 
il peut se faire que bon nombre de rayons solaires , après 
avoir traversé sans difficulté la glace, soient transformés 
en rayons obscurs par l'amalgame d'étain, et perdent 
ainsi la faculté de repasser à travers le verre. Or c'est là 



-69 - 

ce qu'est venue confirmer l'expérience : en outre elle a 
montré que, jusqu'à présent, le mieux est de s'en tenir 
aux réflecteurs métalliques. 

Mais les métaux polis ne jouissent pas tous au même 
degré de la faculté de réfléchir la chaleur; ils ne sont 
pas non plus également inaltérables à l'air ; enfin ils sont 
d'un prix plus ou moins élevé; il convient, par consé- 
quent, d'examiner quel est celui d'entre eux dont l'emploi, 
comme réflecteur, présente les meilleures garanties de 
succès. 

On a cru longtemps que la réflexion s'effectuait à la 
surface d'un miroir avec la même intensité pour toute 
espèce de chaleur ; mais les belles recherches entreprises 
à ce sujet par MM. Desains et Laprovostaye les ont con- 
duits à cette conclusion. 



NATURE 
des 

MIROIRS. 


POUVOIR RÉFLECTEUR 
pour la 

CHALEDB SOLAIRE. 


Argent 


0,92 
0,87 
0,64 
0,60 
0,60 


Or 


Métal des miroirs 

Acier . • 


Platine 





Il en résulte donc que le pouvoir réflecteur des 
métaux poUs, c'est-à-dire le rapport de la chaleur réflé- 



— 70 - 

chie à la chaleur totale reçue par ces métaux, dépend de 
l'espèce de rayons calorifiques que Ton considère. Comme 
nous n avons à tenir compte ici que de la chaleur solaire^ 
nous n'emprunterions au savant Traité de physique do 
M. Desains que le tableau précédent, s'il s'étendait à un 
plus grand nombre de métaux. 

Mais, peut-être, n'est-îl pas inutile d'y joindre cet 
autre tableau où les pouvoirs réflecteurs se rapportent à 
la lampe de Locatelli : 



METAUX. 


POUVOIR RÉFLECTEUR. 


Arfi^ent 


0,97 
0,96 
0,93 
0,93 
0,86 
0,85 
0,83 
0,81 
0,80 
0,77 


Or 


Cuivre 


Tnîtjfin 


Métal des miroirs .... 
Étain 


Acier 


'lÀxXC. . «.. 


Platine poli 

Fer 





On voit par là que les miroirs d'argent sont les plus 
propres à réfléchir la chaleur. Ils sont, en outre , suffi- 
gamment inaltérables à l'air, comme nous avons pu nous 
en convaincre par une longue pratique. Enfin il suffit 
de les construire en plaqué d'argent pour que le prix en 
Eoit très-modéré. 



— 71 — 

L*alliage de cuivre et d'étain qui porte le Dom de métal 
des miroirs réfléchit déjà beaucoup moins bien la chaleur 
que le plaqué d'argent. De plus, il s'altère très-vite à Taîr. 
On doit en dire autant de l'acier, du laiton et du ferblanc. 
Cependant il parait qu'en exposant les plaques de cuivre 
à la vapeur de sulfhydrate d'ammoniaque, dès quelles 
viennent d'être polies, on peut leur conserver pendant 
longtemps leur éclat. 

Suivant M. Landrin, on fait encore d'excellents miroirs 
avec parties égales de platine et d'acier : ils reçoivent un 
beau poli et ne se ternissent pas. Avec 10 pour 100 de 
platine, l'alliage ne se ternit pas davantage, et prend 
également un assez beau poli. 

Mais nous croyons inutile de nous étendre davantage 
sur ce sujet , persuadés qu'aussitôt que le besoin s'en fera 
sentir, l'industrie se mettra vite en mesure de livrer, à bon 
marché, d'excellents réflecteurs. 

Une particularité qu'il importe encore de signaler, c'est 
que, d'après Melloni, le pouvoir réflecteur d'un métal 
varie avec l'état de dureté de sa surface : en sorte que de 
deux miroirs de laiton, par exemple, dont l'un est tra* 
vaille au tour, et l'autre au marteau, le second^doit ré- 
fléchir le mieux la chaleur, comme étant le plus dur. Les 
miroirs fondus ou tournés ne seraient donc pas aussi 
efficaces, sous ce rapport, que les miroirs cylindriques, à 
la confection desquels on n'emploie que des plaques lami- 
nées. Disons, cependant, que des recherches plus récentes 
de MM. Laprovostaye et P. Desains ont permis de révo- 
quer en doute l'assertion de Melloni , et que , d'après ces 
liabiles observateurs, l'argent fondu, martelé, ou dépose 
chimiquement sur le cuivre, présente, à très-peu près, le 



— 72 — 

même pouvoir réflecteur, pourvu qu'il ait , dans tous les 
cas y le même degré de poli. 

Si nous n'avons pas épargné les détails à propos des 
réflecteurs, c'est que nul autre genre d'appareils ne nous 
paraît offrir autant de garanties de succès pour les appli- 
cations usuelles de la chaleur solaire. Certaines lentilles 
de verre, il] est vrai, jouissent aussi de la propriété de 
concentrer les rayons du soleil, et l'on a même dû les 
préférer aux miroirs dans^ quelques opérations de chimie 
où la radiation solaire était employée à produire de hautes 
températures. Mais le motif de cette préférence n'existe 
plus , comme on va le voir, dans la question qui nous oc- 
cupe : en sorte qu'il suffira de constater, au point de vue 
pratique , la supériorité , sous presque tous les rapports , 
des miroirs sur les lentilles , pour être en droit de con- 
clure au rejet de celles-ci. 

On sait qu'une lentille biconvexe , telle que ABCD , ter- 
imiuée par deux calottes sphéri- 
ques ayant pour centres respec- 
Itifs et 0', concentre^ par ré- 
IfracLioii, les rayons EB, HD,... 
[parallèles à son axe 00', en un 
1 point F situé sur cet axe, non pas 
|(1 II môme côté que les rayons inci- 
^'E- » dents, mais du côté opposé. Il 

en résulte que l'axe 00' étant dirigé vers le soleil, le foyer 
F des rayons réfractés se forme au-dessous de la lentille, et 
peut agir directement sur des parcelles d'un corps fusible 
placées dans un creuset. A la rigueur, on obtiendrait un 
effet du même genre avec une zone métallique détachée 
d'un paraboloïde de révolution par deux plans menés per- 




— 73 — 

pendiculairement à Taxe au delà du foyer; mais on a déjà 
vu qu'un pareil miroir serait difficile à construire : et, 
comme les réflecteurs sphériques tournés vers le soleil ont 
leur foyer en lair, dans la direction de cet astre, et qu'ils ne 
sauraient, en conséquence, échaufFiM* intérieurement un 
creuset installé à ce foyer, on conçoit que les lentilles aient 
obtenu la préférence sur les miroirs pour les essais de 
cette nature. Mais on voit en même temps que, malgré 
tout l'intérêt qu'ils peuvent offrir au point de vue de la 
science, ces essais ne sont pas du domaine de l'industrie : 
quant aux applications qui font l'objet de cet ouvrage, 
elles ne présenteront jamais de semblables difficultés à 
vaincre. Si l'on ajoute à ce qui précède que les lentilles 
ne s'altèrent pas sensiblement à l'air, on aura fait con- 
naître les deux seuls points où elles l'emportent sur les 
réflecteurs métalliques. Nous allons examiner maintenant 
en quoi elles leur sont inférieures. 

Lorsqu'une lentille biconvexe reçoit sur une de ses 
faces un faisceau de rayons parallèles à son axe, elle 
réfléchit, d'abord , une partie de ces rayons, et le reste la 
traverse pour aller se concentrer au foyer. Mais, dans leur 
trajet à travers le verre, les rayons réfractés ne laissent 
pas que d éprouver encore une absorption d'autant plus 
considérable que la lentille est plus épaisse. C'est là une 
conséquence immédiate des lois de la transmission calori- 
fique. Au reste, on avait, bien avant les expériences de 
Melloni, des preuves directes du fait. Déjà, en 1774, Bris- 
son et Cadet avaient reconnu que de tous les rayons 
solaires émergeant d'une grande lentille, ceux qui l'a- 
vaient traversée près de ses bords étaient les plus com- 
burants. Mais ce n'est qu'au commencement de ce siècle 



— 74 — 

que le comte de Rumford démontra , d'une façon péremp- 
toire, Tabsorption de la chaleur solaire par les lentilles. A 
cet effet, il remplit d'eau deux vases métalliques exactement 
semblables, dont la surface extérieure était noircie; puis 
il plaça Tua de ces vases derrière une lentille exposée au 
soleil , tandis qu'il faisait arriver sur l'autre un faisceau 
de rayons solaires par une ouverture libre de même 
diamètre que la lentille, et il put constater, de la sorte, 
que le vase soumis à l'insolation directe s'échauffait plus 
rapidement que l'autre. Ajoutons qu'il varia cette expé- 
rience en plaçant à l'ouverture libre une lentille identique 
à la première, et qu'il reconnut ainsi : 1^ que les deux 
vases s'échauffaient de la même façon quand les cônes de 
rayons réfractés rencontraient indifféremment leur sur- 
face noircie en deçà ou au delà des foyers; 2® que l'é- 
clmuffement se ralentissait un peu pour le vase à la sur- 
face duquel se trouvait l'un de ces foyers. 

Puisque l'épaisseur des lentilles nuit à leur transmission 
calorifique, on ne saurait, même en laissant de côté la 
question de la dépense, donner à ces instruments de 
grandes dimensions à moins d'affaiblir leur courbure et 
d'éloigner par conséquent leur foyer, ce qui en diminue- 
rait la puissance. Les lentilles dites à échelons n'offriraient 
pas, il est vrai, lô même désavantage puisqu'elles ont une 
grande surface sous une épaisseur relativement assez 
faible; mais elles sont d'une construction difficile et coû- 
tent encore plus cher que les autres. Il ne faut pas non 
plus songer à l'emploi d'un châssis formé d'un grand 
nombre de petites lentilles parce que cet appareil intercep- 
terait en pure perte une grande partie de la chaleur inci- 
dente. Enfin, toute lentille bi-convexe, par cela seul qu'on 



— 75 — 

rinterposo entre le soleil cl le corps qu elle doitéchaufier, 
prive celui-ci de l'insolation directe, ce qui est un grave 
inconvénient. Ainsi, à quelque point de vue que Ton se 
place, on trouve que les lentilles sont d\in emploi difficile 
en même temps que désavantageux. 

Au contraire, un bon réflecteur n absorbe qu'une assez 
faible portion de la chaleur incidente et réfléchit tout le 
reste vers son foyer. De plus, s'il affecte la forme d'un 
cylindre parabolique, il est, comme nous l'avons déjà dit, 
facile à construire, peu coûteux et susceptible de recevoir 
un grand développement. Enfin, au lieu de priver de l'in- 
solation directe les corps placés à son foyer, il ajoute plus 
ou moins, suivant sont étendue à la provision de chaleur 
que le soleil leur envoie. Or, ce sont là de sérieux avanta- 
ges dans la question qui nous occupe ; et quand même les 
miroirs métalliques exigeraient des soins de. propreté bien 
plus minutieux que les lentilles, il nous semble qu'on ne 
devrait pas hésiter à leur donner la préférence sur celle-ci. 
Mais, comme on l'a vu plus haut, il n'est pas impossible 
d'obtenir à peu de frais des feuilles métalliques assez inal- 
térables à l'air pour donner des résultats satisfaisants. Nous 
n'avons donc pas besoin d'insister davantage sur ce 
point. 



CHAPITRE V 



Sommaire. — Histoire des miroirs ardents. — Optique d'Euclide. — Miroirs 
d'Archimède. — - Miroirs d'Auîhemius de Tralles. — Travaux des Arabes. — 
— Histoire des M iroirs ardents au M oyen-Age, à la Renaissance.— Expériences 
de Magini, de Kircher, de Villette, de Dufay, de BufTon. — Supériorité des 
miroirs sur les lentilles, établie par l'expérience. — On ne doit pas s'en rap- 
porter uniquement à la température quand il s'agit d'évaluer un effet calori- 
fique. — Miroirs de Hœscn. — Moyen proposé par Ducarla pour préserver du 
refroidissement les corps placés au foyer d'un miroir ardent. 



Les verres de forme lenticulaire ne paraissent pas avoir 
été connus des anciens, qui savaient cependant qu'un bal- 
lon de verre incolore peut, quand il est plein d*eau, con- 
centrer les rayons solaires au point de produire une cha- 
leur assez intense : car Pline nous apprend que quelques 
médecins se servaient de petits appareils de ce genre pour 
cautériser les chairs au soleil. L'origine des lentilles pro- 
prement dites remonte beaucoup moins haut^ puisqu'on 
ne les voit apparaître que vers la fin du treizième siècle en 
Italie. Mais, il n'en est pas de même des miroirs ardents; 
car, tout porte à croire que l'invention en est fort ancienne. 
Faut-il l'attribuer aux Egyptiens dont la civilisation attei- 
gnit de bonne heure un degré si élevé ? Faut-il remonter 
plus haut encore et en faire honneur aux Ghaldéens ado- 
rateurs de Baal, c'est-à-dire du soleil ou du feu? On l'i- 
gnore. Tout ce qu'on peut dire de plus certain à cet égard 
c'est que les miroirs de métal destinés à la toilette étaient 
déjà communs en Egypte à une époque reculée, puisque, 
d'après la Bible, Moïse fît une cuvette d'airain avec les mi- 



— 77 - 

roirs que les femmes Israélites avaient sans nul doute 
apportés de ce pays. Il est donc très-probable que les 
prêtres d'Héliopolis et de Thèbes dont les connaissances 
étaient d'ailleurs fort étendues, découvrirent de bonne 
heure l'usage qu'on pouvait faire de quelques-uns de ces mi- 
roirs pour concentrer les rayonsdu soleil. Au reste, un pas- 
sage de Plutarque nous apprend qu'à Rome on se servait de 
miroirs ardents pour rallumer le feu sacré quand il venait 
à s'éteindre : et, comme le culte de Vesta était antérieur en 
Italie même à la fondation de Rome, il est à supposer que 
le rite en question avait également une origine fort an- 
cienne. Ce qui frappe surtout dans la description qiie Plu- 
tarque donne des miroirs usités en pareil cas, c'est que la 
forme et la matière en sont telles qu'il faut admettre ou 
que les prêtres de Vesta possédaient les notions fondamen- 
tales de l'optique ou qu'une longue expérience leur avait 
servi de guide sur ce point. En effet, la forme de ces mi- 
roirs était celle d'un cône droit à base circulaire, engen- 
dré par la révolution d'un triangle rectangle isocèle autour 
d'un des côtés de l'angle droit. Or, c'est là, comme on l'a 
déjà dit, la meilleure disposition qu'on puisse adopter pour 
les réflecteurs coniques. Quant au métal employé à les 
construire, c'était l'airain : et, comme l'alliage de cuivre et 
d'étain auquel on donnait ce nom jouit à un très-haut de- 
gré de la propriété de réfléchir la chaleur, on ne sait le- 
quel admirer du bonheur ou du discernement des prêtres 
du feu dans le choix de leurs instruments sacrés. 

Le premier ouvrage où il soit parlé des miroirs ardents 
est le traité d'optique d'Euclide qui professait à Alexan- 
drie environ 300 ans avant l'ère chrétienne. Le • célèbre 
mathématicien grec donne à la fin de son ouvrage la théo» 



— 78 — 

rie des réflecteurs sphériques. Toutefois, il se trompe 
dans la détermination du foyer des rayons solaires, faute 
de regarder ces rayons comme étant, sensiblement paral- 
lèlesr entre eux. Mais selon toute vraisemblance il eut au 
nombre de ses auditeurs un homme dont le génie devait 
bientôt féconder, tout en les redressant, les premiers 
aperçus du maître sous ce rapport. Ce fut Aichimède le 
plus grand géomètre de lantiquilé. On ne possède que 
très peu de détails sur la vie'decet homme extraordinaire; 
mais on sait qu'il partit lort jeune de Syracuse sa patrie 
pour aller du temps d'Ëuclide étudier les sciences en 
Egypte et s'y distinguer plus tard par des découvertes 
utiles, telles que celle de la vis qui porte spn nom. De retour 
dans sou pays, Archimède y composa entre autres ouvrages 
remarquables un traité des miroirs ardents : et Thistoirc 
rapporte qu0 vers la fin de sa vieil put, dans une occasion 
mémorable, mettre en pratique sos connaissances sur ce 
point. En effet, la flotte romaine, commandée par Mar- 
cellus, étant venue mettre le siège devant Syracuse, Ar- 
chimède profita, dit-on, de ce que les vaisseaux ennemis 
s'étaient fort approchés des murs de la ville pour y porter 
l'incendie en y concentrant les rayons solaires à l'aide d'un 
grand réflecteur. Ce fait, il faut le dire, bien que formelle- 
ment attesté par d'anciens auteurs a souvent été révo- 
qué en doute par les modernes. Mais la plupart des objec- 
tions qu'on a faites à ce sujet aussi bien que la seule ex- 
plication plausible qu'on ait pu donner de la conception 
d'Archimède se trouvent dans un écrit qui paraît avoir été 
longtemps ignoré et qui même de nos jours est assez peu 
connu. Nous voulons parler d'un fragment des paradoxes 
^e mécanique d'Anthémius de Tralles, célèbre architecte, 



- 79 - 

qui mourut Tan 68 i de notre ère après avoir élevé la su- 
perbe basilique de Sainte-Sophie à Constantinople. Ce pré- 
cieux fragment se compose de quatre problèmes tous rela- 
tifs aux miroirs ardents, mais dont nous ne rapporterons 
ni le premier qui ne nous serait d aucun usage, ni le qua- 
trième, parce que c est la théorie du miroir parabolique 
(jue nous avons donnée plus haut. Voici maintenant les 
deux autres problèmes d'Anthémius tels que Dupuy les a 
publiés dans le tome XLII des Mémoires de l'académie des 
inscriptions et belles-lettres. 

PROBLÈME II. 

« Construire une machine capable d'incendier, à un lieu 
donné distant de la portée du trait, par le moyen des 
rayons solaires. 

« Ce problème parait comme impossible, à s'en tenir à 
l'idée de ceux qui ont expliqué la méthode de construire 
ce qu'on appelle miroirs ardents, car nous voyons toujours 
que ces miroirs regardent le soleil, quand l'inflammation 
est produite, de sorte que si le lieu donné n'est pas sur le 
même alignement que les rayons solaires, s'il incline d'un 
côté ou d'un autre, ou s'il est dans une direction opposée, 
il est impossible d'exécuter ce qu'on propose par le moyen 
de ces miroirs ardents. D'ailleurs la grandeur du miroir, 
laquelle doit être proportionnée à la distance où il s'agit de 
porter le feu au point d'incendier, nous force de recon- 
naître que la construction, telle qu'elle est exposée par les 
anciens, est presque impraticable. Ainsi, d'après les des- 
criptions qu'on en a données, on a raison de croire que le 



— 80 — 

problème proposé est impossible. Néanmoins, comme on 
ne peut pas enlever à Archimède la gloire qui lui est due, 
puisqu'on s'accorde unanimement à dire qu'il brûla les 
vaisseaux ennemis par le moyen des rayons solaires, la 
raison nous force d'avouer que par ce moyen même, le 
problème est possible. Pour nous, après avoir examiné la 
matière, après l'avoir considérée avec toute l'attention dont 
nous sommes capables, nous allons exposer la méthode 
que la théorie nous a fait découvrir, en faisant précéder 
quelques préliminaires nécessaires au sujet. » 

PROBLÈME III. 

<c A un point donné d'un miroir plan, trouver une posi- 
tion, telle qu'un rayon solaire venant, selon quelque incli- 
naison que ce soit, frapper ce point, soit réfléchi à un autre 
point aussi donné. 

a Soit A le point donné, le rayon 
B A donné, selon une direction quel- 
conque, et qu'il faille que le rayon 
BA, tombant sur un miroir plan et 
attaché à ce point A soit réfléchi au 
point C. 
Tîg!^^^^^ « Tirez du point A au point C la 
droite AC : divisez en deux parties égales l'angle BAC 
par la droite AD, et concevez le miroir plan E AZ dans 
une position perpendiculaire à la ligne AD; il est évident 
par ce qui a été démontré que le rayon BA, tombant sur 
je miroir E AZ, réfléchira au point C; ce qu'il fallait exé- 
cuter. 




— 81 — 

« Par conséquent aussi tous les rayons solaires égale- 
ment inclinés et tombant parallèlement à A B sur le mi- 
roir seront réfléchis par des lignes parallèlles à A G. Il est 
donc démontré que de quelque côté que se trouve le point 
C, dans quelque position qu'il soit à l'égard du rayon so- 
laire, ce rayon sera réfléchi du même côté par le miroir 
plan. Mais Tinflammation ne s'opère par le moyen des 
miroirs ardents que parce que plusieurs rayons sont ras- 
semblés en un seul et même lieu, et que la chaleur est con- 
densée au sommet au point d'incendier. C'est ainsi que le 
feu étant allumé dans un lieu, les parties d'alentour et l'air 
ambiant conçoivent quelque clialeur proportionnée. Si 
donc nous concevons qu'au contraire tous ces degrés de 
chaleur soient rassemblés et réunis au milieu de cet en- 
droit, ils y exerceront la vertu du feu dont nous parlons. 
Qu'il faille donc porter aii point C, éloigné du point A de la 
distance que nous avons assignée, et y rassembler diffé- 
rents autres rayons par ce moyen des miroirs plans et 
et semblables, de manière que tous ces rayons, réunis après 
la réflexion, produisent l'inflammation; c'est ce qui peut 
s'exécuter à l'aide de plusieurs hommes tenant des mi- 
roirs qui, selon la position indiquée, renvoient les rayons 
au point C. 

« Mais , pour éviter les embarras où jette l'exécution 
d'un pareil ordre prescrit à plusieurs personnes, car nous 
trouvons que la matière qu'il s'agit de brûler n'exige pas 
moins de vingt -quatre reflétons : voici la construction 
qu'il faut suivre. » 



- 82 - 



SOLUTION DU n*' PROBLÈME. 




Soit le miroir plan exagone ABCDEZ, et d autres mi- 
roirs adjacents semblables, hexago- 
nes, et attachés au premier suivant 
les lignesdroites AB,BC,CD,DE,EZ, 
par le plus petit diamètre, de manière 
qu'ils puissent se mouvoir sur ces li- 
gnes , au moyen de lames ou bandes 
?f^^^^^^ appliquées qui les unissent et les col- 
lent les uns aux autres, ou à laide de ce qu*on appelle des 
charnières. Si donc nous faisons que ces miroirs d'alen- 
tour se trouvent dans le même plan que le miroir du mi- 
lieu, il est clair que tous les rayons éprouveront une ré- 
flexion semblable et conforme à la position commune de 
toutes les parties de l'instrument. Mais si, le miroir du 
milieu restant comme immobile, nous inclinons sur lui 
avec intelligence, comme cela est &cile, tous les autres 
miroirs qui l'entourent, il est évident que les rayons qui 
en réfléchiront, tendront vers le milieu de l'endroit où est 
dirigé le premier miroir. Répétons la même opération, et 
aux environs des miroirs dont nous avons parlé, plaçant 
d'autres miroirs pareils, dont ceux d'alentour peuvent s'in- 
cliner sur le central, rassemblons vers le même point les 
rayons qu'ils reçoivent, de sorte que tous ces rayons réu- 
nis produisent Tinflammation dans le lieu donné. 

« Mais, cette inflammation se fera bien mieux, si vous 
pouvez employer à cet effet quatre ou cinq de ces miroirs 
ardents, et même jusqu'au nombre sept, et s'ils sont entre 
eux à une distance analogue à celle de la matière à brûler, 



— 83 - 

de manière que les rayons qui en partent, se coupant mu- 
tuellement, puissent rendre l'inflammation plus considé- 
rable. Car si les miroirs sont dans un seul lieu, les rayons 
réfléchis se coupent selon des angles très-aigus, de sorte 

que tout le lieu autour de Taxe étant échauffé rinflam- 

mation ne se fait pas au seul point donné. 

« Il est donc possible par le moyen des miroirs. ardents 
dont on a parlé, et dont on a décrit la construction, de 
porter l'inflammation à la distance donnée..... Aussi, ceux 
qui ont fait mention des miroirs construits* par le divin 
Archimède n ont pas dit qu'il se fut servi d'un seul miroir 
ardent, mais de plusieurs » 

Tel est le document le plus certain qu'on puisse invo- 
quer en faveur de l'histoire des miroirs ardents d 'Archi- 
mède ; car, l'historien Tzetzès qu'on a l'habitude de citer à 
cette occasion comme une autorité n'a fait que s'inspirer 
sans le comprendre de ce passage d'Anthémius, ainsi que 
l'a fort bien prouvé. Dupuy dans les notes qui accompa- 
gnent sa traduction. Espérons d'ailleurs qu'au lieu d'un 
simple fragment, on retrouvera quelque jour l'ouvrage 
entier d'Anthémius dans les manuscrits grecs ou arabes 
encore inédits, et qu'en puisant à ces mêmes sources on 
saura compléter le peu qui nous reste, soit du traité des 
miroirs ardents d'Archimède, soit de l'optique de Ptolémée 
qui florissait à Alexandrie au commencement du second 
siècle de notre ère. 

Afin de ne rien omettre de ce qui concerne l'histoire des 
miroirs ardents chez les anciens, nous devons dire encore 
que, d'après Zonaras, l'empereur Anastase, assiégé dans 
Constantinople par Yitalien, dut son salut au mathémati- 
cien Proclus, qui par une combinaison de miroirs d'airain 



- 84 - 

porta le feu dans la flotte ennemie. Mais si Ton observe 
que Zonaras écrivait comme Tzetzès au douzième siècle, 
on ne peut guère accorder de confiance à son témoignage. 

Il nous reste maintenant à parler de la théorie et des 
usages des miroirs ardents au moyen âge et dans les temps 
modernes. Inutile d ajouter que nous insisterons beaucoup 
plus sur les données expérimentales que sur les autres dé- 
tails historiques de la question. 

Les arabes qui recueiUirentavec tant d*ardeur l'héritage 
scientifique de l'Egypte et de la Grèce n'eurent garde de 
négliger l'étude des miroirs ardents. L'ouvrage qu'Hassan- 
ben-Haithem, mort en 1029, écrivit sur cette matière est 
malheureusement perdu ; mais VOptique d'Âl-Hazen qui 
nous est parvenue nous donne une assez haute idée des 
connaissances des Arabes sur ce point. AUHazen, dans cet 
ouvrage, traite de la réflexion de la lumière et des miroirs 
caustiques : toutefois il se trompe avec Ëuclide sur la dé- 
termination du foyer des rayons solaires dans les miroirs 
sphériques concaves. Vers le même temps, les travaux des 
anciens sur la catoptrique portent également leur fruit en 
Occident, grâce aux efforts du polonais Vitellio et du moine 
anglais, Roger Bacon. Le premier compose, vers 1269, un 
ouvrage assez considérable où il donne la théorie de di- 
verses espèces de réflecteurs. L'autre, ennemi déclaré de 
l'influence d'Aristote sur l'esprit scientifique de son temps, 
préconise l'expérience en matière de physique, et, joignant 
l'exemple au précepte à propos des miroirs ardents, en fa- 
brique lui^-mème de très-bons en acier au prix de dix livres, 
monnaie de Paris. Mais bientôt son génie lui attire les 
persécutions de ses supérieurs; accusé de magie, il finit 
par expier dans une dure captivité le crime d'avoir devancé 



- 85 - 

son époque, et le mouvement intellectuel qu*il a provoqué 
s'arrête avec lui. Après la mort de ce martyr de la science 
en 1294, deux siècles s'écoulent pendant lesquels les es- 
sais que nous venons de mentionner semblent tomber peu 
à peu dans Toubli ; mais à Tépoque de la Renaissance, ils 
préoccupent de nouveau quelques esprits d'élite. En 1561, 
Oronce Fine, mathématicien français, publie un Traité du 
miroir ardent. Jérôme Cardan (1501-1576), célèbre méde- 
cin de PaviCi essaie également d'interpréter à sa manière 
l'expérience d'Archimède. Puis, Porta (1550-1615) propose 
à son tour, dans sa Magie naturelle, diverses solutions 
du même problème. Enfin, Marin Ghétalde, vers 1610, et 
Bettini, en 1636, ajoutent de savants commentaires aux 
écrits de leurs devanciers. Mais c'est en vain que ces au- 
teurs s'épuisent à chercher des combinaisons ingénieuses 
pour concentrer au loin les rayons du soleil ; car tous rai- 
sonnent dans l'hypothèse que l'appareil d'Archimède était 
un miroir concave d'une seule pièce, et l'on a vu par ce 
qu'en dit Anthémius qu'il est à peu près impossible de sa- 
tisfisdre aux conditions du problème avec un pareil réflec- 
teur, tant à cause des dimensions considérables qu'il fau- 
drait lui donner que par suite des difficultés à vaincre pour 
lancer par ce moyen les rayons solaires dans une direction 
donnée. On peut ajouter qu'un miroir parabolique ou 
sphérique de peu d'étendue, ayant son foyer à la portée du 
trait, ne présenterait qu'une faible courbure; en sorte que, 
fût-il travaillé avec le plus grand soin, il devrait encore être 
exempt des moindres déformations occasionnées dans les 
corps par la chaleur, ce qui est presque irréalisable. Il ne 
faut donc pas s'étonner que des juges compétents en cette 
matière, tels que Kepler et Descartes, aient regardé comme 



- 86 - 

fabuleuse 1 existenœd'un miroir concave d'une seule pièce 
assez puissant pour remplir les vues d'Archimède. Si, quel- 
ques années plus tard, Kircher en étudiant la question sur 
son théâtre même, à Syracuse, ne doute pas qu'un miroir 
parabolique n*ait sufB pour incendier les vaisseaux romains 
à la &ible distance où ils étaient des murs de la ville, il 
est bon d'ajouter que de son aveu même il ne put réussir 
à fondre un miroir de cette sorte, parce que le moule échauffé 
par le métal en fusion tendit constamment à prendre la 
forme sphérique. 

Kircher fut mieux inspiré lorsque, guidé, sans doute, 
par le récit de Zonaras , ou par un passage de Vitellio 
relatif à Anthémius, il entrevit la possibilité de réaliser, 
au moyen dune combinaison de miroirs plans, l'expé- 
rience attribuée au géomètre grec. Voici comment il rend 
compte d'une tentative qu'il fît à ce sujet : 

« J'ai pris cinq miroirs; je les ai exposés au soleil, et 
j'ai trouvé que la lumière réfléchie par le premier me 
donnait moins de chaleur que l'insolation directe ; avec 
deux miroirs, la chaleur augmentait notablement; trois 
me donnaient la chaleur du feu; quatre, une chaleur à 
peine tolérable, et celle que me causaient cinq miroirs 
dirigés vers un même point était tout à fait insupportable. 
J'en ai conclu qu'en multipliant les miroirs plans , et en 
leur donnant des directions convenables, j'aurais des ef- 
fets, non-seulement plus intenses que ceux qu'on obtient 
au foyer des miroirs sphériques ou paraboliques, mais 
encore portés à une plus grande distance. Cinq miroirs 
me les ont donnés à 100 pieds (32°*,5). Quels phéno- 
mènes terribles n'aurait -on pas si l'on employait, par 
exemple, mille miroirs I Je prie donc instamment les 



- 87 — 

mathématiciens de tenter avec soin cette expérience, ils 
éprouveront qu'il n'est pas d'appareil catoptrique aussi 
propre que celui-ci à porter l'incendie au loin. » L'appel 
de Kircher ne devait être entendu qu'un siècle plus 
tard. 

Si 5 laissant pour un instant de côté ce problème his- 
torique , nous jetons un coup d'oeil sur les travaux des 
observateurs qui, moins préoccupés de l'origine que de la 
puissance des miroirs ardents , cherchaient à mettre cette 
dernière à profit, nous trouvons quelques faits intéres- 
sants à recueillir. 

Au dire des alchimistes, les Arabes, pour opérer cer- 
taines distillations au soleil , se servaient de miroirs con- 
caves d'acier poli fabriqués à Damas. C'est, peut-être, 
d'un pareil miroir qu'il s'agit dans le passage suivant de 
VHistoire naturelle publiée , en 1551 , par Adam Lo- 
nicer : 

« Moyen par lequel on peut faire infuser dans l'eau 
diverses fleurs, de façon qu'elle en retienne l'odeur et les 
vertus. 




Fig.i2. 

« Présente un miroir concave à un soleil ardent, puis 
placé entre l'astre et le miroir le vase de verre où est 



- 88 - 

renfermée la substance^ de telle sorte que les rayons 
solaires se réfléchissent du miroir au verre comme le 
montre la figure ci-jointe. » 

Cinquante ans plus tard, l'alchimiste Libavius se sert 
encore, dans les mêmes circonstances, de miroirs sphéri- 
ques, dont il fait, d'ailleurs, varier la position suivant la 
forme du vase à échauffer. Mais personne, à cette époque, 
ne contribue plus que Magini à mettre en faveur les mi- 
roirs ardents. Cet astronome célèbre ne se borne pas à 
publier, en 1619, un Traité des effets admirables du 
miroir spliérique concaife^ où il assigne, pour la première 
fois, avec exactitude, la position du foyer dans le cas des 
rayons solaires; il construit lui-même de grands miroirs 
de cette forme, afin d en faire hommage aux princes ita- 
liens et étrangers. A son exemple , Monfred Septala , 
contemporain de Kircher, fabrique un réflecteur parabo- 
lique de 3 pieds et demi (1",10) d'ouverture, qui brûle à 
la distance de quinze pas. Puis un opticien de Lyon, Vil- 
lette, l'emporte sur tous ses prédécesseurs par la beauté 
de ses appareils. En 1662, il construit un premier miroir 
sphérique au sujet duquel le Journal des sai^ants Aoime 
les détails qui. suivent : 

« La figure du miroir est ronde , du diamètre de 
30 pouces (0™,81) et quelque chose de plus. Il est bordé 
d'un côté d'un cercle d'acier, afin qu'il demeure dans 
sa juste figure. Il est facile de le remuer, quoiqu'il 
pèse plus d'un quintal (50 kilog.), et on le met aisé-' 
ment en toutes sortes de situations. Le point brûlant est 
distant du centre du miroir d'environ 3 pieds (0",97). 
Le foyer est large comme un demi-louis d'or. On y peut 



- 89 - 

passer la main, pourvu que ce soit avec précipita- 
tion; car, si elle demeurait le temps d'une seconde de 
minute, on serait en danger de se faire beaucoup de mal. 
Le bois vert prend feu dans un instant, de même que 
beaucoup d'autres corps. » 

Voici quelques-unes des expériences rapportées par 
l'auteur de la lettre : 

<c Un petit morceau de fer de marmite s'est mis en 
goutte prêt à tomber à terre en 40 secondes. 

« Une pièce de quinze sols a été percée en 24 se- 
condes. 

« Un jeton de laiton a été percé en 43 secondes. 

« Un petit morceau de fer blanc a été percé en 6 se- 
condes. 

« Un morceau de cuivre rouge s'est mis en goutte 
prêt à tomber en 42 secondes. 

<c Un morceau de carreau de chambre s'est vitrifié 
et mis en bouteille en 45 secondes. 

« L'acier dont les horlogers font leurs ressorts d'hor- 
loge s'est troué en 9 secondes. 

« Un morceau de mortier s'est vitrifié en 52 se- 
condes. » 

Une autre lettre insérée dans le même journal, pour 
l'année 1679, donne les détails suivants sur les miroirs de 
Villette: 

« Le premier qu'il fit fut acheté par Tavemier et pré- 
senté au roi de Perse , qui le garde comme une des plus 
rares et des plus précieuses curiosités qu'il ait. Le second 
fut vendu au roi de Danemarck, qui le fit acheter à Lyon, 
et Villette eut l'honneur de présenter le troisième au roi , 
duquel, après les expériences surprenantes qu'il en fit, il 



- 90 - 

reçut les éloges et la récompense qui étaient dus à son 
mérite et à son travail. 

<c II avait 34 pouces (0™j92) de diamètre : il vitrifiait , 
en un moment, la brique et les cailloux, de quelque qua- 
lité qu'ils pussent être. Il consumait , en un instant , les 
bois les plus verts, et les réduisait en cendres. Il fondait 
de même, en un instant, toutes sortes de métaux. Quelque 
dur que soit l'acier, il ne lui résistait pas mieux que les 
autres, et il se fondait de telle manière qu'une partie cou- 
lait, et l'autre se -résolvait en étincelles qui formaient des 
étoiles irrégulières de la largeur d'une pièce de trente 
sols, mais si pénétrantes que rien ne peut exprimer l'acti- 
vité et la violence de ce feu. 

« Le quatrième est encore plus actif, plus grand, plus 
net et plus beau. Il a 43 pouces (1",16) de diamètre, 
3 pouces et 1 ligne (0°*,08) de concavité. Son point brûlant 
où son foyer est éloigné de la glace de 3 pieds et 7 pouces 
(1",16). Il est de la largeur d'une pièce de cinq sols 
ou d'un sol marqué, et c'est là où se fait la réunion et 
l'assemblage de tous les rayons du soleil^ et où paraissent 
les admirables effets du feu le plus violent et le plus actif 
du monde, si bien que la lumière, en cet endroit, est 
si brillante, que les yeux ne peuvent non plus la suppor- 
ter que celle du soleil. » 

Enfin les Transactions philosophiques dei7i9 donnent^ 
en ces termes, la description d'un cinquième miroir de 
Villette et le détail des principales expériences faites avec 
cet instrument par Harris et Desaguliers : 

« Ge mirqir est concave, de 37 pouces (1 mètre) de dia- 
mètre^ et forme le segment d'une sphère de 76 pouces 
(2'",06) de rayon; son. foyer est à la distance de 



- 91 — 

38 pouces (1",03). Le métal de ce miroir est composé 
de cuivre, detain et de bismuth : son reflet a quelque 
chose du cuivre jaune. La surface concave n'a que quel- 
ques pailles fort petites ; mais la surface convexe, qui est 
aussi polie, a quelques boursouflures. 

c( Nous avons exposé différents corps au foyer de ce mi- 
roir pour observer les changements qu'ils éprouvaient à ce 
degré de chaleur : nous avions soin de déterminer la du- 
rée de lexpérience sur une pendule à demi-secondes. 

« Nous avons fait toutes ces expériences entre 9 et 12 
heures du matin. 

« Un morceau rouge d une patère romaine commença à 
se fondre au bout de 3 secondes et fut prêt à couler au 
bout de 100. 

(( Une autre morceau de couleur noire commença à se 
fondre en 4 secondes, et fut prêt à couler au bout de 64. 

(c Une coquille fossile fut calcinée en 7 secondes et se 
trouva dans le même état au bout de 64. 

(c Du minerai de cuivre qui ne paraissait point contenir 
de métal fut vitrifié en 8 secondes. 

« Des scories d un martinet qu'on soupçonna du temps 
des Saxons furent prêtes à couler au bout de 29 secondes 
et demie. 

« Le miroir s'étant échauffé eut graduellement moins de 
force dans les expériences suivantes : 

<( Du minerai de fer se dispersa d abord, mais ensuite se 
fondit en 24 secondes. 

« Du talc commença à se calciner au bout de 40 se- 
condes et tenu précisément au foyer le fut au bout de 64. 

a Une dent d'un poisson inconnu se fondit en 32 se- 
condes et demie. 



- 92 - 

« Une pierre aurifère se brisa et commença à fondre au 
bout de 7 secondes et demie. 

(( Un demi-sou du roi Georges se fondit en 16 secondes ; 
de Tétain^ en 3 secondes; de la fonte de fer, en 16 se- 
condes ; de l'ardoise, en 3 secondes. 

« Une tuile mince se fondit au bout de 4 secondes et 
fut vitrifiée au bout de 80. 

« Un os se calcina en 4 secondes, et fut vitrifié au bout 
de 33. 

« Une émeraude se fondit en une substance semblable à 
une turquoise. Un diaifiant perdit les 7/8 de son poids. 

Les miroirs de Yillette étaient néanmoins inférieurs à 
celui que le baroo de Tchirnhausen exécuta vers Tan 1687, 
et dont il donna la description dans les Actes de Leipzig de 
la même année. Ce miroir était fait d'une lame de laiton 
d'une épaisseur double de celle du dos d'un couteau ordi- 
naire ; son diamètre était d'environ 3 aunes de Leipzig 
(1™,70), et son foyer était éloigné de 2 de ces aunes 
(1™,13). Voici les résultats les plus remarquables obtenus 
à ce foyer. 

Le bois s'enflammait sur-l&<îhamp, et le vent le plus 
impétueux ne pouvait l'éteindre. L'eau contenue dans un 
vase de terre entrait de suite en ébullition : les œufs qu'on 
y plongeait étaient cuits dans le moment, et pour peu que 
l'expérience vint à se prolonger, cette eau se réduisait en 
vapeur. Une masse de plomb ou d'étain, épaisse de 3 
pouces (0",81) se fondit sur-le-champ et se mit à couler 
d^abord en gouttes, puis en un filet continu, de telle sorte 
que le métal se trouva percé de part en part au bout de 
deux ou trois minutes. Enfin des plaques de fer ou d'acier 
rougissaient, puis se trouaient à ce même foyer ; le cuivre 



— 93 — 

et largent y eiilraient en fiision ; lardoise s'y transformait 
en un verre noir; la brique, en un verre jaune; la pierre 
ponce en un verre blanc, et les débris de creuset qui 
avaient résisté au feu le plus violent des fourneaux s y 
vitrifiaient aussi. ^ 

Wolf!, à qui nous empruntons ces détails, nous apprend 
encore qu'un ouvrier de Dresde, nommé Gœrtner, avait 
exécuté des miroirs de bois dont les effets ne le cédaient 
guère à ceux du miroir de Tchirnhausen ; mais il ne donne 
aucun éclaircissement à ce sujet; seulement il ajoute que, 
d'après Traber, on peut construire un miroir ardent avec 
du bois et de lor en feuilles ; car, il suffit pour cela de &ire 
tourner dans un morceau de bois bien sec et bien solide 
une calotte sphérique concave, de lenduire uniformément 
de poix mélangée de cire et d'y appliquer des feuilles d'or 
de trois ou quatre doigts de largeur. On peut même rem- 
placer les feuilles d'or par des fragments déglace sans que 
leffet du miroir en soit trop affaibli. 

Enfin, s'il faut en croire WoUF, ou plutôt le Père Zahn 
qui atteste le fait, Neumann, ingénieur à Vienne en Au- 
triche, aurait exécuté, en 1699, un miroir concave, de 
carton, recouvert intérieurement de petites lames de paille 
et capable de produire des effets assez intenses. 

Cependant l'opinion de Descartes avait fini par préva* 
loir en France au point d'y faire regarder comme une&ble 
l'histoire des miroirs ardents d'Archimède. Aussi, n'est-ce 
guère que soixante-quinze ans après la mort de l'illustre 
philosophe qu'un physicien français, Dufay, ose en appeler 
de ce jugement. Comme le Mémoire qu'il fidt insérer à ce 
sujet dans le Recueil de l'Académie des sciences, pour 1726, 
nous intéresse à plus d'un titre, nous allons en analyser 
quelques passages. 



- 94 - 

Dufay parle d^abord des motifs qui le portèrent à entre- 
prendre ce genre de recherches. Sa curiosité avait été vive- 
ment excitée par le récit des effets remarquables qu'on 
obtenait depuis quelque temps en Allemagne au moyen 
des miroirs conjugués, en sorte qu'il résolut de répéter 
lui-même ces expériences. Il installa donc vis-à-vis l'un de 
l'autre deux miroirs, concaves dont les axes étaient en ligne 
droite, et, après quelques essais qui répondirent de mieux 
en mieux à son attente, il put constater que les rayons 
émis par des charbons ardents placés au foyer d'un de ces 
miroirs allaient allumer de la poudre au foyer de l'autre, 
même à la distance de 50 pieds (16 mètres). 

Ce fut , * d'ailleurs , cet appareil qui lui servit à re- 
connaître que l'intensité des rayons calorifiques était con- 
sidérablement affaiblie par l'interposition d'une lame de 
verre mince entre les deux foyers, et que l'absorption de 
la chaleur par le verre n'était pas proportionnelle à l'é- 
paisseur de celui-ci. 

Afin d'étudier l'influeince des mouvements de Tair sur 
la chaleur rayonnante, il recommença dans une chambre 
close sa première expérience : puis il fît transporter l'ap- 
pareil en plein air sans modifier la distance des miroirs; 
mais il ne trouva pas de différence entre les effets obtenus 
dans les deux cas, quelle que fût la violence du vent et 
dans quelque direction qu'il vînt rencontrer les rayons 
calorifiques. 

Enfin il eut aussi recours à l'emploi de la chaleur so- 
laire pour essayer d'obtenir l'inflammation à' de grandes 
distances. La première expérience de cette nature qu'il 
tenta de réaliser paraît avoir été conçue par J.-B. Porta. Il 
s'agissait de recevoir les rayons du soleil sur un grand 



- 95 - 

puis de les lancer dans une direction 
parallèle à son axe au moyen d*un petit réflecteur parabo- 




lique tronqué dont le foyer coïncidait avec celui du grand 
miroir, et de se procurer de la sorte une ligne combu- 
rante indéfinie. Comme on le voit, l'expérience était sédui- 
sante en théorie. Cependant, malgré tous ses efforts pour 
la mener à bonne fin, Dufay ne put y parvenir, à cause de 
Textréme difficulté d'ajuster convenablement les deux mi- 
roirs, d'empêcher que le plus petit ne s'échauffât trop, de 
tenir compte du mouvement du soleil, etc. « C'est ainsi, 
ajoute-t-il, que la physique se refuse souvent aux vérités 
de la géométrie, qui supposent, pour l'ordinaire, les corps 
plus réguliers ou plus parfaits qu'ils ne sont. » Mais il 
réussit beaucoup mieux dans un autre essai du même 
genre qui le mit en mesure de contredire les partisans de 
Descartes. Il rapporte, en effet, qu'ayant reçu l'image du 
soleil sur un miroir plan d'un pied carré (0^^,1055), et 
l'ayant portée jusqu'à 600 pieds (195 met.) sur un miroir 
concave de 17 pouces (0",46) de diamètre, il parvint à 
brûler des matières combustibles au foyer de ce dernier 
miroir. D'où il conclut^ avec raison, que, puisqu'un fais- 
ceau de rayons solaires, après deux réflexions consécu- 
tives , conservait encore cette énergie à une aussi grande 



- % - 

distance, il est permis de ne pas juger absolument impos- 
sible l'expérience d'Archimède. Au reste, Dufay parsut 
avoir eu connaissance des essais de Kircher ou même du 
fragment d'Anthémius, puisqu'il ajoute à la fin de son 
Mémoire, que « quelques auteurs ont proposé de former 
un miroir d'un très -long foyer par un grand nombre de 
petits miroirs plans que plusieurs personnes tiendraient 
à la main, et dirigeraient de façon que les images du soleil 
formées par chacun de ces miroirs concourraient en un 
même point, et que ce serait peut-être la façon de réussir 
la plus sûre et la moins difficile à exécuter. » 
Tel était l'état de la question lorsque Buffon tenta de la 




Fig. ï4 



résoudre définitivement, et de rendre, de la sorte, aux 



- 97 - 

anôiens la justice qui leur était due. Le miroir qu'il fît 
construire à cet effet élait formé de 360 glaces portées 
par un châssis rectangulaire ayant 7 pieds (2°*,27) de lar- 
geur et 8 pieds (2°", 60) de hauteur. Ces glaces avaient 
chacune 6 pouces (0^,16) sur. 8 (0'",22) ; elles étaient mo- 
biles en tous sens et séparées les unes des autres par 
un intervalle de 4 lignes (0'",01). Il (allait une demi-heure 
pour les disposer de façon à &ire coïncider les diverses 
images qu elles donnaient du soleil \. mais lappareil, une 
fois réglé, pouvait servir indéfiniment tant que la distance 
du foyer n avait pas besoin d'être changée. Ce foyer était 
plus ou moins large selon qu'il se trouvait plus ou moins 
éloigné du miroir : à 50 pieds (16'°} de distance, il 
avait environ 6 pouces (O^^jlô) de diamètre; à 150 pieds 
(49"), il en avait 16 (0'",43). Pour de telles distances, la 
courbure du miroir était si faible qu'il paraissait être plan. 
On pouvait enfin diminuer à volonté le nombre des 



Les résultats fournis par cet appareil dépassèrent Tat* 
tente de Buffon lui-même. En voici quelques-uns : 

Le 10 avril 1747, après midi, 128 glaces mirent le feu 
à une planche de sapin goudronnée à la distance de 
150 pieds : l'inflammation fut très-subite, et elle eut lieu 
dans toute Tétendue du foyer. 

Le même jour, à deux heures et demie, on mit le feu à 
une planche de hêtre goudronnée en partie, et couverte en 
quelques endroits de laine hachée. L'inflammation se fit 
très-promptement : le feu devint si violent qu'il fallut , 
pour réteindre, plonger la planclie dans Teau. Il y avait 
148 glaces^ et la distance était de 150 pieds. 

Le 11 avril, le foyer n'étant qu'à 20 pieds (6'»,50) 

7 



- 98 - 

de distance du miroir, il ue fallut que 12 glaces pour 
enflammer des matières combustibles. Avec 21 glaces, 
on mit le feu à une planche de hêtre brûlée en partie ; 
avec 45 glaces, on fondit un gros flacon d'étain du poids 
de 6 livres (2 '^8,9), et avec 117 glaces, on parvint à 
fondre des morceaux d argent mince, et à porter au rouge 
une plaque de tôle. 

En poursuivant ses essais par un beau soleil d été, Buf- 
fon réussit à enflammer du bois jusqu'à la distance de 
68 mètres. Il fondit également tous les métaux et miné- 
raux métalliques à 8, 10 ou 13 mètres. 

Ces expériences concluantes démontraient, mieux que 
les meilleurs raisonnements, la possibilité du fait attribué 
par les anciens à Archimède. Cependant les résultats ob- 
tenus par Buffon eussent certainement été plus remar- 
quables encore, s'il se fût servi de miroirs de métal au 
lieu de glaces étamées. Il avait été conduit, comme il 
l'explique lui-même, à donner la préférence à ces der- 
nières parce qu'elles réfléchissent mieux la lumière que 
les métaux les plus brillants, et, comme il était loin de se 
douter que le verre fût opaque pour certains rayons calo- 
rifiques, il croyait se placer ainsi dans les meilleures con- 
ditions de succès. Or, en se laissant guider par l'ex- 
périence, plutôt que par une analogie trompeuse, il eût 
QBConnu , sans trop de peine , que la plupart des métaux 
polis sont plus propres à réfléchir la chaleur que les glaces 
ordinaires. Maintenant qu'on sait argenter le verre, on 
met facilement ce fait en évidence de la manière sui- 
vante : On prend deux miroirs sphériques de verre exacte- 
ment semblables, si ce n'est que l'un est argenté dans sa 
partie convexe, et l'autre dans sa partie concave, puis on 



- 99 - 
les fait agir dans les mêmes circonstances, et Ion constate 
que le second réfléchit plus de clialeur que le premier. Au 
surplus , BufFon , lui-même , conseille, pour ces applica- 
tions, remploi des miroirs de métal de préfér^ice à celui 
des glaces étamées , parce que celles-ci s*altèreat assez 
vite. (( Jai remarqué, dit -il, quen général les glaces 
frsuchement étamées , réfléchissent plus de lumière que 
celles qui le sont anciennement ; 1 etamage, en se séchant, 
se gerce, se divise, et laisse de petits intervalles qu'on 
aperçoit, en y regardant de près avec une loupe, et ces 
petits intervalles donnant passage à la lumière, la glace en 
réfléchit d'autant moins. » 

Si nous n'avions un tout autre but que celui de donner 
rhistoire complète des miroirs ardents, nous devrions 
encore parler d'un appareil de ce genre qui fut inventé, 
vers la fin du siècle dernier, par Taéronaute français 
Robert, et qui présentait, sur le miroir de Buffon, l'avan- 
tage d'avoir un foyer susceptible de se déplacer rapide- 
ment; mais ces nouveaux détails nous écarteraient trop de 
notre sujet : bornons-nous donc à recueillir encore quel- 
ques renseignements utiles. 

BufFon parvint également à courber des glaces de ma- 
nière à leur donner la forme sphérique et à les employer 
comme réflecteurs concaves. Uune de ces glaces, étamée 
par Bernières , sur sa face convexe , avait 46 pouces 
(l'°,25) de diamètre. C'était, au dire de Buffon, le plus 
beau miroir ardent qu'il y eût alors en Europe; mais 
il y a peut-^tre là quelque exagération. Notons , cep^i- 
dant, que ce miroir donna de meilleurs effets qu'une len- 
tille plus large exécutée antérieurement par Tchirnhausen. 
Au reste^ on avait déjà constaté que le troisième miroir de 



- 100 — 

Vîllette brûlait plus rapidement, et avec plus de vivacité, 
que cette même lentille, bien qu'étant dun diamètre 
.mmndre. 

Jusqu'alors les miroirs métalliques avaient présenté 
dans leur construction, comme dans leur emploi, de 
graves inconvénients. Les uns , généralement formés d'un 
alliage de cuivre, d'étain et d'arsenic, étaient fondus tout 
d'une pièce : après les avoir jetés dans le moule, il fallait 
en creuser, puis en polir la concavité. Us coûtaient, par 
conséquent, fort cher, étaient pesants, difEciles à manier, 
et, de plus, on ne pouvait leur donner de grandes di- 
mensions. Les autres, construits en bois doré, avaient 
l'avantage d'être beaucoup plus légers que les premiers ; 
mais ils réfléchissaient moinç bien la chaleur, et s'alté- 
raient très-vite. Hœsen, mécanicien de Dresde, sut, vers 
1755, porter remède à ces diverses imperfections. Il forma 
ses miroirs paraboliques d'une charpente en bois dont il 
recouvrit la concavité de lames de laiton ou d'airain tel- 
lement polies, et si bien ajustées, qu'il était difficile d'en 
apercevoir les jointures, et il put ainsi livrer aux physi- 
ciens des appareils relativement légers, peu coûteux, d'un 
édât suffisant et de dimensions assez considérables. L'un 
de ces miroirs avait 9 pieds et demi ( 3°^,08 ) de 
diamètre; un autre en avait 6 (l'^jOS); si l'on. ob- 
serve, de plus, que la largeur de leur foyer était à peine 
d'un demi-pouce (0,°013), on se figurera, sans peine, 
quelle devait être la puissance de ces instruments. Nous 
trouvons, dans les Transactions philosophiques pour 
4769, les détails suivants sur l'un des moindres miroirs 
d*Hœsen : 

c< Un segment concave de paraboloïde formé de plu- 



— 101 - 

sieurs traverses d'un bois extrêmement dur, fortifiées 
en dedans par d'autres -traverses qui les soutiennent et 
vont se réunir en* un point, constitue la base du miroir. 
Il est couvert, à la partie concave, avec des feuilles d'ai- 
rain de l'épaisseur de 1/8 de pouce (0"*,003). Ces 
feuilles sont jointes avec une telle exactitude qu'on voit 
à peine leur point de réunion. Le poli de ce miroir est de 
la plus grande perfection. Ce miroir se meut entre deux 
bras de bois demi-circulaires et mobiles autour d'un axe 
vertical fixé sur trois pieds garnis de roulettes. Le poids 
de cette machine est peu considérable, malgré sa gran- 
deur; on peut aisément la mettre dans toutes les positions 
avec une seule main. Ce miroir a 16 pieds 4 pouces 
(4" ,95) de circonférence, 5 pieds 1 pouce (1",55) de 
diamètre, et 10 pouces (0*,25) de concavité. » 

Wolf rapporte, en ces termes, les résultats qu'il obtint 
au foyer de l'appareil : 

<c Une mine d'argent natif, dans une pierre talqueuse 
verte, se fondit en une seconde, sans aucune fumée. Au 
bout d'une minute, la pierre se trouva fondue en un verre 
vert où l'argent était disséminé en petites parcelles. 

« Une mine de cuivre pyriteuse de Sahlfeld , avec de 
la malachite^ coula, comme la précédente, au premier 
moment. A peine trois secondes s'étaient écoulées , que 
j'en vis tomber des gouttes rouges qui se trouvèrent, 
après s'être refroidies, du cuivre rouge fragile. La pierre 
s'était changée en un verre d'un rouge noir. 

« Une mine d'étain polyèdre d'Altemberg coula au pre- 
mier moment. Après une minute de fusion, beaucoup de 
^rains d'étain s'étaient échappés, et la pierre, qui était de 
nature quartzeuse, s'était changée en un verre noir. 



— 102 — 

«c Une galène de plomb, à gros cubes, se fondit en un 
clin d'œil, avec une fumée^ épaisse; au bout de trois se- 
condes, il en coula du plomb malléable. 

« Une hématite noire striée commença à se fondre au 
bout de quatre secondes, sans donner de fumée ; au bout 
de deux minutes , je Tôtai et je vis quelques globules de 
fer parfait qui lui étaient adhérents. 

« De Tasbeste de Hongrie se changea, au bout de trois 
secondes, en un verre vert jaunâtre. 

« Du gypse lamelleux d'Ëisleben se calcina au bout de 
quatre ou cinq minutes : il se troua au 'foyer et se chan- 
gea en un verre vert jaunâtre semblable au précédent. 

«c De lardoise se changea, au bout de deux secondes, 
en un verre noir. 

« Du marbre noir se calcina au bout de quelques se- 
condes, et, au bout d'une minute, il commença à se fondre 
en plusieurs endroits. 

c( Un grès ferrugineux se changea, au bout de trois 
secondes, en un verre noir. 

« Une pistole d'Espagne se fondit en deux secondes ; sa 
fonte parut noire. 

« Une demi- couronne de Saxe commença à se fondre 
tout de suite ; elle était déjà percée au bout de trois 
secondes. 

« Un clou de fer d'une roue se fondit en trois secondes ; 
il en coulait déjà, au bout de cinq, trois gouttes grosses 
comme de grands pois, qui allèrent se réunir; il parais- 
sait qu'il s'était formé un verre de couleur verte. » 

Ces exemples suffisent pour donner une idée des effets 
qui peuvent résulter de la concentration d'un grand 
nombre de rayons solaires dans un petit espace. Il est 



— 103 — 

bon d'ajouter, cependant, que la puissance de ces effets ne 
se mesure pas à Télévation de température observée dans 
les corps qui se trouvent au foyer du miroir, et que, pour 
l'évaluer exactement, il faut tenir compte à la fois du 
poids de ces corps, de leur conductibilité, de leur capacité 
calorifique, de la quantité de chaleur qu'ils absorbent 
pour changer d'état, enfin du refroidissement qu'ils éprou- 
vent dans l'air. Veut-on, par exemple, savoir lequel exige 
le plus de chaleur ou d'un centimètre cube de plomb pour 
se fondre, ou d'un centimètre cube de glace pour passer à 
l'état liquide et se réduire ei^uite en vapeur? A ne s'en 
rapporter qu'aux apparences, on serait tenté de croire 
que la fusion du plomb est un efiet calorifique plus 
difficile à réaliser que la vaporisation de l'eau , puisque 
celle-ci se produit à 100®, tandis que l'autre n'a lieu qu'à 
335®. Mais un calcul très-simple, fondé sur les données de 
la physique, va nous conduire à une conclusion tout op- 
posée. En effet : 

D'une part, la capacité calorifique du plomb est de 
0,039 , ce qui veut dire qu'un gramme de plomb exige 
39 millièmes d'unité de chaleur pour que sa température 
s'élève d'un degré. Si l'on suppose ce gramme de plomb 
à zéro, il lui faudra : 0,039 X 335= 13 unités de chaleur 
pour atteindre son point de fusion ; et comme il absorbera 
de plus 5 autres unités dans le passage de l'état solide à 
l'état liquide, il exigera finalement 18 unités de chaleur 
pour se fondre. Dans les mêmes circonstances, un centi- 
mètre cube de plomb, dont le poids est de 11 gr. 4, ab- 
sorbe 18 X 11,4= 205 unités de chaleur. 

D'autre part, un centimètre cube de glace pèse un 
gramme environ ; il absorbe 77 unités de chaleur pour 



104 — 

reprendre Tétat liquide : il lui en faut de plus 100 pour 
atteindre son point d*ébullition , et 537 pour passer à 
Tétat gazeux : total 706 unités de chaleur. 

Ainsi, le second efïët exige, pour se produire, environ 
trois fois plus de chaleur que le premier, bien qu'il nous 
paraisse moins extraordinaire au foyer d'un miroir ar- 
dent. 

Cet exemple sufBt pour montrer combien il faut se 
défier des apparences dans les appréciations de ce genre. 
Un calcul analogue permettra, d'ailleurs, de déterminer 
l'effet d'un miroir dont l'ouverture sera connue. Inutile 
d'ajouter que cet effet théorique sera toujours supérieur à 
l'effet réel, tant à cause de l'absorption d'une partie de la 
chaleur incidente par le miroir que par suite du refroidis- 
sement dans l'air des corps placés à son foyer. 

Ducarla semble être le seul qui ait tenté de porter 
remède à ce dernier inconvénient, et nous ne pouvons 
mieux terminer ce chapitre qu'en faisant connaître la dis- 
position qu'il donne à son appareil pour atteindre un pa- 
reil but. 

« Pour accélérer, dit-il, et rendre plus violente la cumu- 
lation du feu, dans l'hémisphère massif, on peut emprun- 
ter la ressource de la catoptrique; par exemple, le sys- 
tème de verres combiné par M. de Buffon. 

« ABCDA est un cylindre de bois creux, dont la base 
horizontale est BC, la hauteur AB, et plein d'eau, sur la- 
quelle nage une espèce de gondole ou nacelle ËFGE. Le 
cône tronqué ËJLGE repose sur cette nacelle. Un plan 
vertical imaginaire et perpendiculaire au papier passe au 
point H y et coupe le cône tronqué en deux parties fort 
inégales. La section est une hyperbole : la portion du côté 



— 105 — 

de HE manque ; PEQ ^st un miroir concave ou un sys- 
tème de petits verres plans. 11 est disposé de manière que 




Fig. i5. 

Taxe EN de réflexion est toujours dirigé, ramené vers le 
milieu d'un tube cylindrique oblique fort réfractaire JNH, 
sous et tout le long des parois du cône : en sorte que tout 
le feu réfléchi par le miroir PQ va frapper en J l'hémi- 
sphère massif JKU, qui l'absorbe et s'en pénètre. HOM est 
le plus grand bocal ; tous les autres sont renfermés entre 
lui et l'hémisphère massif. NM est la grande calotte; 
toutes les autres sont renfermées de même entre elle et 
l'hémisphère massif. 

« La nacelle EFGE, flottant sur l'eau, tourne soit par 
le soin de quelque ouvrier, soit par l'effet de quelque 
rouage. Le milieu E du miroir PQ est toujours dans le 
vertical du soleil et de l'axe FO. Ce miroir repose lui- 
même sur un arbre fixe horizontal, hausse ou baisse pour 



— 106 - 

renverser toujours l'axe de réflexion vers le milieu de 
lorifice HN du tube HJN. Ces mouvements sont si sim- 
ples, que je ne m'arrêterai pas à les diriger. 

« On sent l'effet que doit produire cet arrangement. 
Le feu rayonnant, dirigé vers le tube HJN, va s'accumuler 
dans l'hémisphère massif, qui, étant d'un métal bon con- 
ducteur de feu^ s'en pénètre... 

(c Ce feu projeté n'a souffert que l'altération produite 
par la réflexion du miroir PQ, qui sera du tiers ou du 
quart. L'hémisphère massif est donc la portion la plus 
échauffée de l'appareil. Il ne perd sa chaleur qu'à travers 
le système entier des bocaux, et il ne peut se refroidir 
qu'avec une extrême lenteur quand les bocaux sont nom- 
breux : au lieu que le feu rayonnant qui passe à travers 
les bocaux est altéré par chaque bocal qu'il rencontre, 
et n'arrive à l'hémisphère massif, qu'après avoir été 
atténué. L'addition du miroir PQ donne donc à l'appareil 
une énergie et une permanence qu'aucun autre moyen 
ne peut lui communiquer. 

« Cet effet est tel qu'on peut même négliger la trans- 
parence dans les bocaux, parce que le feu qu'ils trans- 
mettent à l'hémisphère massif ne peut entrer en aucune 
comparaison avec celui que lui renvoie le miroir. Les 
bocaux pourraient donc n'être composés que de porce- 
laine, ou autre terre , de tôle, etc., ce qui devient très- 
commode, très-économique et très-eflScace : c'est le vrai 
moyen de mettre, en quelque sorte, sous clef le feu su- 
prême. 

« Si l'on veut profiler de toutes les facilités possibles 
l>our avoir promptement une extrême chaleur, on ajou- 
tera le moyen que voici : 



— 107 — 

« Soit GV un châssis quadrangulaire vu de profil , por- 
tant enV le miroir concave ou le système de miroirs 
plans TVS , mobile sur un arbre horizontal à demeure ; ce 
dbâssis vertical est porté lui-même sur la nacelle EFGE. 
Le centre V de ce miroir est toujours dans le même ver- 
tical que le soleil et Taxe OF, mais du côté opposé au 
soleil et au miroir PQ ; la nacelle ne peut donc tourner 
sans que les deux miroirs ST, PQ se tournent aussi pour 
que l'aspect du soleil soit ce qui convient à leur des- 
tination. 

(c Le cône lumineux réfléchi SXT a pour axe XV ; son 
foyer X est presque à la surface de l'eau. Afin que la 
section YZ de ce cône oblique, faite par le grand bocal 
HOM, soit assez grande pour n'être pas altérée par la 
chaleur, il faut toujours que la largeur du cône entier 
TXS passe dans la capacité de l'hémisphère massif, car 
c'est lui, principalement, qu'on veut échauffer. A cela 
près , ce cône peut être encore plus irréguHer que dans 
la figure, puisqu'il nous suffit que tous ses rayons ren- 
contrent l'hémisphère massif n'importe en quel endroit. 

« Mais ce miroir ST suppose que les bocaux sont dia- 
phanes. Les rayons qu'il relance vers l'hémisphère massif 
sont fort atténués par ces bocaux qu'il traverse , et ne 
peuvent donc produire qu'une chaleur très -bornée. Je 
présume donc que ce miroir ST sera rarement employé. 
Il vaut mieux tourner cette dépense vers le miroir PQ, 
qui ne peut jamais être assez grand , assez poli , si l'on as- 
pire au feu le plus violent qn'on puisse loger. » 

Il y a bien dans ce passage de Ducarla quelques asser- 
tions contestables : on pourrait même y signaler une 
espèce de contradiction entre ce qu'il dit du miroir PQ et 



— 108 — 

le conseil qu*il donne ailleurs d*éviter T^aiploi des miroirs 
et de consacrer plutôt son argent à Tacquisition d*un 
grand nombre de bocaux de verre; mais il est inutile 
d'entrer dans de pareils détails, notre seul but étant 
de faire voir que Ducarla avait songé à préserver des in- 
fluences atmosphériques les corps placés au foyer du 
miroir ardent. 



CHAPITRE VI 



Sommaire. ^ Examen comparatif des appareils de de Saussure, de Ducarla, de 
sir John Herscbei. — Nouveau récepteur solaire; ses applications. — Action 
de la chaleur solaire^ sur l'air conliné; moyen d'emmagasiner les pressions 
qui en résultent. — Élévation des eaux par le moyen du soleil; jets d'eau. ~> 
Autres effets de l'insolation ; ébullition de Teau. — Marmite solaire; cuisson 
des. viandes, des légumes. — Four solaire; cuisson du pain.— Distillation 
de l'eau-de-vie. ^ Cuisson des aliments à la vapeur. ^ Fusion des métaux.— 
Conséquences qui peuvent résulter de ces essais pour l'avenir de certaines 
contrées. 



Si Ton compare entre eux les appareils de de Saussure 
et de Ducarla, on trouve que chacun d eux avait ses avan- 
tages et ses inconvénients. Ainsi, les caisses rectangu- 
laires ou hémisphériques de de Saussure offraient bien à 
la chaleur incidente une large surface d admission ; mais 
elles laissaient échapper en grand nombre ceux des 
rayons calorifiques qui , n ayant pas rencontré de corps 
noirci sur leur passage, sortaient du verre à Tétat de 
chaleur brillante comme ils y étaiëht entrés. Quant à 
rhéliothermomètre , non -seulement il se refroidissait 
beaucoup plus par ses parois en bois que par les glaces 
parallèles , mais il présentait encore Tinconvénient de n*a- 
voir qu'une assez faible surface d'insolation par rapport à 
son volume, en sorte que pour lui faire recueillir une 
portion notable de chaleur incidente, il fallait néces- 
sairement lui donner de vastes dimensions. 

Ducarla, de son côté, comprit la nécessité de mettre un 
corps noirci sous les caisses de verre superposées et de 
risoler aussi complètement que possible, afin d empêcher 
la chaleur de se perdre par les supports; mais il eut le 



— 110 -- 

tort d attacher trop d'importance à la multiplicité des 
enveloppes de verre et de prendre pour une amélioration 
réelle une complication dont le résultat le plus clair était 
d'éparpiller les rayons de soleil avant leur arrivée sur le 
réservoir central. Cette erreur ne lui permit pas non plus 
de tirer parti de l'heureuse idée qu'il avait eue d'ajouter 
aux effets de l'insolation directe dans son appareil ceux 
d'une portion plus ou moins grande de chaleur réfléchie , 
puisque l'efScacité d'un des miroirs qu'il propose de 
joindre à cet appareil devait être à peu près neutralisée 
par les réflexions multiples des rayons incidents sur les 
diverses enveloppes de verre. Quant à l'autre miroir il 
était trop difficile à orienter pour qu'on pût s'en servir 
avec avantage dans la pratique. 

11 y a lieu de s'étonner que ces premiers essais n'aient 
pas fixé davantage l'attention ni provoqué des recherches 
plus suivies sur un point aussi important. On ne voit, 
en effet, qu'en 1834, sir John Herschel profiter d'un séjour 
de quatre ans au cap de Bonne-Espérance pour étudier la 
question dans des cifconstances très-favorables, c'est-à- 
dire sous un beau ciel et par un soleil des plus ardents. 
Encore le savant astronome se bome-t-il, comme on le 
verra plus loin, à placer une boîte noircie dans im 
héliothermomètre assez simple ; mais il ne cherche pas à 
accumuler sur la surface de chauffe une somme de chaleur 
plus grande que celle qui résulte de l'insolation directe et 
ne se préoccupe, comme Ducarla , que de supprimer les 
pertes de chaleur occasionnées par les supports. 

Il est bon de rappeler cependant que là ne se bornèrent 
pas les tentatives de l'illustre observateur anglais, puis- 
qu'il parvint à mesurer l'intensité calorifique de la radia- 



— 111 — 

tîon solaire an cap de Bonne-Espérance, alors que Pouillet 
résolvait avec la plus rigoureuse exactitude le même 
problème à Paris. Les déterminations numériques obte- 
nues dans cette circonstiance par les deux savants physi- 
ciens , jointes à celle de l'équivalent mécanique de la 
chaleur, permirent enfin d'apprécier les trésors de force 
vive que le soleil envoie chaque jour à la terre. En même 
temps, les travaux de Melloni, MM. de Laprovostaye et 
Desains sur la transmission calorifique des corps réduits 
en lames minces, sur les pouvoirs réflecteurs des mé- 
taux, etc., faisaient entrevoir la possibilité d'emma- 
gasiner à peu de frais les rayons du soleil. On ne devait 
guère tarder, par conséquent, à profiter d'aussi précieuses 
indications. 

C'est en 1860 que j'ai commencé, pour ma part, à 
m'occuper de ce problème. J'ai dû songer d'abord à me 
procurer un récepteur solaire aussi satisfaisant que pos- 
sible, c'est-à-dire susceptible d'emmagasiner rapidement 
les rayons de soleil sans être d'un volume ni d'un prix 
excessifs. Au début, je me servais dfe caisses en bois blanc 
de différentes formes, dont l'intérieur était noirci et dont 
la paroi vitrée se composait de trois glaces parallèles; 
mais j'ai bien vite constaté que ces héliothermomètres ne 
donnaient pas d'aussi bons résultats qu'une chaudière en 
cuivre noirci, placée sur un corps mauvais conducteur 
tel que le sable, la brique ou même le bois et recouverte 
de trois cloches de verre concentriques ; car je recueillais 
ainsi la presque totalité des rayons tombant sur la 
cloche extérieure, c'est-à-dire une somme de chaleur 
assez grande relativement au volume de l'appareil; de 
plus la substitution de parois de verre à celles de bois 



— 112 — 

permettait de mieux concentrer les rayons obscurs. Ce- 
pendant je n'étais pas encore affranchi de la nécessité de 
donner à la chaudière de vastes dimensions en vue de lui 
ménager une surface d*insolation convenable. C'est alors 
que j ai profité de ce qu'un miroir de métal n'altère pas 
les propriétés de la chaleur solaire pour ajouter un 
réflecteur à l'appareil. Comme ce perfectionnement m'a 
permis de conseinrer à la chaudière et à son enveloppe des 
dimensions restreintes tout en laissant au réflecteur et par 
suite à la surface d'insolation une étendue en quelque 
sorte indéfinie, le but que j'avais en vue se trouvait à peu 
près atteint. L'expérience m'ayant appris en outre qu'avec 
un bon réflecteur une seule enveloppe de verre suffit, le 
récepteur solaire que j'ai fini par adopter se compose : 

1" D'un miroir ou réflecteur cylindrique en plaqué 
d'argent ; 

2^ D'une chaudière en cuivre noirci installée à son foyer 
sur un corps mauvais conducteur ; 

3** D'une seule cloche de verre ou d'un châssis vitré 
recouvrant la chaudière, afin d'y retenir comme dans un 
piège les rayons du soleil et ceux que rassemble le 
réflecteur. 

L'aspect général de l'appareil varie d'ailleurs avec la 
nature des applications à réaliser. 

Comme on voit, le récepteur solaire dont je viens de 
donner une idée, difiFère à certains égards de ceux qui 
Font précédé. Il se distingue principalement des appareils 
de de Saussure et de Ducarla en ce que le réflecteur en 
est la pièce importante et que l'enceinte* de verre n'a que 
Tépaisseur d'une vitre ou plutôt d'une glace. De plus, le 
réservoir métallique noirci qui fait défaut dand les caisses 



— 113 — 

superposées de de Saussure, et qui, selon Ducarla, doit 
être un corps massif d'une assez grande densité, est dans 
mon appareil, comme dans celui de sir John Herschel, un 
vase creux destiné à contenir de Teau, de Tair ou toute 
autre substance. La surface d'insolation directe est d'ail- 
leurs relativement plus grande dans ce nouveau récepteur 
que dans Théliothermomètre , et la concentration de la 
chaleur obscure s'y fait pour le moins aussi bien. Enfin , 
et c'est là le point capital sur lequel on me permettra 
d'insister^ ce dernier appareil ne peut recueillir une 
somme considérable de rayons incidents sans prendre 
beaucoup d'étendue, tandis que l'emploi d'un réflecteur 
métallique m'a permis de conserver au réservoir central 
des dimensions ordinaires sans nuire à l'intensité de la 
chaleur recueillie. Si l'on observe qu'au point de vue des 
applications, il importe moins de produire des tempé- 
ratures élevées dans des corps d'un poids et d'une capa- 
cité calorifique assez faibles que d'accumuler beaucoup de 
rayons sur une surface de chauffe donnée , on reconnaîtra 
sans peine qu'une telle amélioration était indispensable 
pour rendre pratiques les récepteurs solaires. Je dois dire 
enfin que, sauf Théliothermomètre, tous les appareils dont 
je viens de parler m'étaient inconnus lorsque j'ai réalisé 
le mien, en sorte que les données actuelles de la physique 
ont suffi pour me conduire directement au but. 

Mes premières expériences ont eu pour objet l'action de 
la chaleur solaire sur l'air confiné. Gomme l'appareil qui 
m'a servi dans cette circonstance est facile à construire, 
je vais en donner la description complète, et même 
indiquer les différentes recherches auxquelles on peut 
l'employer. 

8 



— 114 — 

Cet appareil consiste en un vase cylindrique A de fer- 
blanc très fort, à la partie supérieure duquel est soudée 
une chaudière ea cuivre B noircie en dedans, et qu*il est 
utile de recouvrir en dehors d'une couche de noir de 
fumée déposée à la lampe. La capacité de la chaudière 
doit être aussi bien que celle du vase en ferblanc de trois 
ou quatre litres au moins. Ce dernier vase porte à sa 
partie inférieure deux ouvertures C et D fermées , la pre- 
mière par un robinet qu'un nœud de raccord relie soit à 




Fig.i6, 

un tuyau d*ascensîon, soit à un bec de jet d'eau; la 
seconde par un bouchon à vis qui permet d'introduire de 
Teau dans l'appareil. 

Une couronne en bois Ë fixée à la base de la chaudière 
supporte deux cloches en verre mince ayant pour effet de 
Uvrer passage aux rayons solaires el de s'opposer à leur 



- 115 — 

sortie, dès que le cuivre noirci les a transformés en cha- 
leur obscure. Enfin, un réflecteur cylindrique en ferblanc 
dont la ligne focale se trouve au centre de la chaudière 
en échauffe la partie qui reste dans lombre. Pour 
accroître leffet de ce réflecteur on peut lui raccorder à 
angle droit une seconde lame cylindrique percée de 
manière à entourer la base de la cloche extérieure , ou lui 
adjoindre un miroir conique formant collerette autour de 
cette même base. 

Veut-on maintenant faire travailler la chaleur emmaga- 
sinée par l'appareil? Il suffit pour cela d emplir d'eau le 
vase en ferblanc, de laisser l'air confiné dans la chaudière 
à la température et à la pression ordinaires, puis d'exposer 
au soleil l'appareil muni de ses cloches de verre et de son 
réflecteur. Le gaz confiné s'échauffe alors très-vite, et, 
comme il ne peut, à cause de sa faible conductibilité, 
transmettre à l'eau la chaleur qu'il reçoit , il tend de plus 
en plus à se dilater. L'eau subit donc un accroissement 
de pression en vertu duquel elle monte dans le tuyau 
d'ascension^ soit pour y atteindre une hauteur capable de 
faire équilibre au ressort de l'air confiné, soit pour 
jaillir à l'extrémité libre du tuyau quand il est trop court. 
De là, par conséquent, un certain travail engendré par la 
chaleur solaire. 

Remarquons toutefois que, si la paroi de cuivre était en 
contact avec l'eau, les choses se passeraient autrement. 
Car, la chaleur incidente se propageant alors aussi bien 
dans l'eau que dans l'air confiné, la physique nous apprend 
que le liquide en absorberait beaucoup plus que le gaz 
pour s'échauffer au môme degré que lui. L'élévation de 
température serait donc tràs-lenle d'un côté comme de 



— 116 - 

l'autre, en sorle que TefTet dont je viens de parler se ferait 
attendre assez longtemps. G*e6t pour œtte raison que le 
vase destiné à contenir le liquide doit être formé d*une 
matière peu conductrice. J'ai cru devoir adopter le fer- 
blanc à cause de sa conductibilité beaucoup moindre que 
celle du cuivre et de la facilité avec laquelle on le travaille; 
mais le bois eut été préférable. 

Ainsi , pour faire fonctionner lappareil dans de bonnes 
conditions , il faut que le vase en ferblanc soit à peine 
• rempli d'eau. Comme l'air confiné doit être aussi froid 
que possible , il est bon de préparer l'appareil à l'ombre, 
d'agiter l'eau de manière à mouiller jusqu'à l'intérieur de 
la chaudière et d'ouvrir le robinet par intervalle afin de 
laisser rentrer l'air si la pression n'est pas la même au 
dedans qu'en dehors. Cela fait, on ajuste le tuyau d'ascen- 
sionj, et le réflecteur : on recouvre la chaudière des cloclies 
de verre, et l'on place le plus rapidement possible l'appa- 
reil au soleil dans un endroit bien exposé. L'air confiné 
s'échaufiant immédiatement, l'eau s'élève dans le tuyau 
d'ascension avec une vitesse très-appréciable. Si Ton veut 
accroître cette vitesse et produire un jet assez vigoureux , 
on ferme le robinet et on laisse chauffer l'appareil de dix 
à quinze minutes, mais ce qu'on gagne de la sorte en 
vitesse se trouve perdu pour le rendement. Dès que l'air 
confiné touche à sa limite d'expansion et que l'écoulement 
s'arrête, on ferme le robinet : on enlève cloches et 
réflecteur, puis on agite l'appareil à l'ombre afin d'en 
refroidir l'air par un contact plus intime ^avec l'eau qui 
reste. Après quoi, on place l'appareil au repos, toujours 
à l'ombre, on relâche un peu le nœud de raccord de 
manière à pouvoir incliner le tube horizontalement et en 



— 117 — 

plonger lextrémité libre dans un vase plein d'eau : enfin, 
on ouvre le robinet. La pression atmosphérique force 
alors le liquide à se précipiter du vase dans lappareil qui 
se remplit d autant mieux que le refroidissement de lair 
y a été plus parfait. On referme ensuite le robinet, on 
replace le réflecteur et les cloches; puis, on substitue 
l'orifice de jet d'eau au tuyau d'ascension et l'on expose 
l'appareil au soleil pendant un quart d'heure environ 
avant de laisser jaillir le liquide. 

On peut aussi transformer l'appareil en aspirateur. Il 
suffit pour cela de le mettre vide au soleil, en laissant le 
robinet ouvert et le bouchon à vis fermé. L'air qu'il con- 
tient se raréfie alors en s'échauffant : après dix minutes 
d'insolation on ferme le robinet; on adapte le tube de 
manière à ce que son extrémité libre plonge dans un vase 
plein d'eau placé au-dessous de l'appareil ; puis , on laisse 
celui-ci se refroidir à l'ombre. Au bout de quelques ins- 
tants, on ouvre le robinet et l'on voit monter l'eau dans le 
tube jusqu'à ce qu'elle ait réduit l'air de la chaudière à 
son volume normal. 

Au lieu de couvrir tout en commençant la chaudière de 
ses cloches, il n'est pas inutile de constater que, par un 
temps calme, le travail produit est déjà notable même 
quand la paroi noircie reste à nu, et qu'il s'accroît par 
degrés à mesure qu'on préserve cette paroi du refroidisse- 
ment en lui superposant les cloches l'une après l'autre. 

Enfin, lorsqu'on veut emmagasiner la pression qui se 
développe dans l'appareil, on en fait arriver l'eau dans un 
vase clos renfermant de l'air, et le gaz comprimé par l'ir- 
ruption du liquide conserve son ressort jusqu'à ce qu'on 
lui laisse la Uberté de se détendre. 



- 118 - 

Il faut d'ailleurs se garde/ de mastiquer les cloches sur 
leur support, parce qu'il y à double avantage à laisser les 
couches d'air qu'elles interceptent en communication 
directe avec l'atmosphère. En effet, la vapeur d'eau que 
ces couches d'air contiennent pourrait, en s'échauffânt 
avec elles dans une enceinte bien close, sinon faire éclater 
les cloches, du moins les arracher de la couronne. De 
plus, lors même que cette vapeur resterait, comme on le 
remarque au début de chaque expérience , attachée sous 
forme de gouttelettes aux parties les plus froides du 
verre, elle s'opposerait fortement à la transmission de la 
chaleur incidente. Il faudrait donc, tout en fixant les 
cloches sur leur support , avoir la précaution de dessécher 
les couches d'air interceptées. Mais, le moyen le plus 
simple de se débarrasser de cette vapeur gênante est de 
lui ménager à la base des cloches une issue dans l'atmo- 
sphère, où elle se dissout aussitôt que la température du 
verre atteint un degré convenable. 

De tous les appareils que j'ai fait construire sur le 
modèle précédent, le plus grand avait un réservoir à air 
de dix litres et un tuyau d'ascension formé de tubes en 
verre d'un mètre de long et d'un centimètre de diamètre 
intérieur. Il m'a donné en 1861, au soleil d'Alençon, les 
résultats suivants : 

L'eau du vase en ferblanc, refoulée par l'air confiné 
s'est élevée vers le milieu du jour, dans le tuyau d'ascen- 
sion, à la hauteur de six mètres au-dessus de son niveau 
primitif, avec une vitesse de cinq à six millimètres par 
seconde. La colonne liquide montait instantanément dès 
que les rayons solaires tombaient sur les cloches, soit 
directement, soit par réflexion : elle s'arrêtait dès qu'une 



- 119 — 

ombre venait à se projeter sur 1 appareil et le moindre 
nuage passant sur le soleil la rendait stationnaire ou la 
faisait baisser. Le vent lui imprimait des oscillations sans 
paraître nuire à TéchaufTement de la chaudière. Le mou- 
vement ascensionnel de Teau commençait dès le lever 
du soleil et se produisait encore au moment de son cou- 
cher. Par ua temps calme, la colonne soulevée était de 
deux mètres avant que le réservoir fût couvert de ses 
cloches. 

En réduisant à deux mètres la longueur du tuyau d*élé- 
vation, le débit de l'appareil a été de deux litres et 1 écou- 
lement durait dix mmutes. Lorsque cet écoulement venait 
à cesser, le jet d'eau fonctionnait encore et rendait de 
deux à trois litres. Ce jet d'eau fournissait de cinq à 
six litres quand on le faisait jouer seul, et sa hauteur 
initiale dépassait deux mètres. 

Le réflecteur en (erblanc avait près d'un demi-mètre 
carré d'ouverture : aussi, malgré la diminution d'éclat 
qu'il subissait à la longue, amenait-il assez rapidement la 
température de la chaudière à 150**, comme on pouvait 
s'en assurer en adossant à la paroi de cuivre un thermo- 
mètre à boule noircie placé tantôt du côté du réflecteur, 
tantôt du côbé du soleil. Quant à l'eau, elle restait froide : 
ce qui toutefois n'empêchait pas la vapeur de se former 
et d'ajouter sa pression à celle de l'air échauffe , car l'ap- 
pareil ne fonctionnait jamais aussi bien que lorsqu'on 
avait pris soin de mouiller avant l'expérience l'intérieur 
de la chaudière. En revanche, les causes de déperdition de 
travail ne faisaient pas défaut. La chaudière n'était pas 
suffisamment isolée ; une partie de sa chaleur passait dans 
l'eau par la paroi de ferblanc; l'air confiné lui-même 



— 120 — 

devait se dissoudre en assez grande proportion dans le 
liquide. Enfin , l'appareil accusait par des déformations 
visibles la puissance des pressions intérieures qu'il avait à 
subir. 

Quoi qu'il en soit, un travail d'environ quatre kilo- 
grammètres effectué en dix minutes par un volume d'air 
de dix litres dans des circonstances peu favorables ; une 
pression de plus d'une demi-atmosphère recueillie sans 
autres frais que ceux d'installation de l'appareil ; enfin , la 
production d'une température assez élevée sur une sur- 
face de chauffe dont l'étendue est en quelque sorte illi- 
mitée , étaient des faits de nature à m'encourager dans 
mes recherches. Mais le peu de temps dont je pouvais 
disposer et les inconvénients d'un climat qui n'était guère 
propice à de semblables essais ne m'ont pas toujours per- 
mis de remplir cette tâche au gré de mes désirs. 

Je dirai seulement qu'un autre appareil de mêmes 
dimensions que le précédent, mais construit avec beau- 
coup plus de soin et muni d'un réflecteur en plaqué d'ar- 
gent d'un demi-mètre carré d'ouverture , donnait au bout 
de vingt minutes d'insolation un jet d'eau dont la durée 
était d'une demi-heure et la hauteur initiale de 3™,50 
à 4". 

Le volume d'air employé dans les essais que je viens de 
mentionner n'étant pas très-considérable , il y a lieu de se 
demander si l'édiauffement d'une grande masse gazeuse 
serait assez rapide pour donner, toutes choses égales 
d'ailleurs , des résultats en rapport avec cette masse. Bien 
qu'en pareil cas l'affirmation ait pour elle la vraisem- 
blance, je me garderai de rien avancer à. cet égard, 
n'ayant pas eu l'occasion de vérifier ce fait. Dans les 



- 121 — 

appareils que j ai successivement employés, Tair confiné 
n avait pas toujours le même volume ; je n*ai cependant 
jamais constaté de différence appréciable dans la vitesse 
d^échauffement de la masse gazeuse. Mais , comme je n'o- 
pérais que sur des volumes d'air variant de deux à dix 
litres , je ne pouvais rien conclure de là. Le seul fait 
expérimental qu'il m ait été possible de recueillir sur 
réchauffement d'une grande masse gazeuse est le suivant. 
A l'usine à gaz d'Alger, dans les premiers temps de son 
installation, le travail du gaz échauffé par le soleil était 
tel que les gazomètres s'élevaient durant le jour de 
manière à paraître pleins, pour s'affaisser par l'effet du 
refroidissement aux approches de la nuit : en sorte qu'il 
a fallu le charger d'un grand poids pour éviter le retour 
d'une pareille déception. Ce fait tendrait à prouver que 
là chaleur se propageait assez vite dans toute l'étendue 
de la masse gazeuse : il est, au reste, d'un bon augure 
pour les applications mécaniques de la chaleur solaire,* 
puisque les réservoirs métalliques où le soleil produisait 
d'aussi curieux effets étaient simplement exposés à l'air 
libre. 

Le calcul du travail engendré par réchauffement d'une 
grande masse gazeuse fournit d'ailleurs des résultats qui 
mériteraient à eux seuls d'être contrôlés par Texpérience. 
Ainsi, en admettant seulement que la capacité de la 
chaudière en cuivre soit d'un mètre cube , que l'élévation 
de température de l'air confiné soit de 1 W et qu'enfin la 
section du tuyau d'ascension soit d'un décimètre carré, 
on trouve que la colonne liquidé soulevée par la dilatation 
du gaz est de 6"*, 50; que le travail correspondant est de 
de 217 ^«"-,01 qu'en réduisant à 2"* la hauteur du tuyau 



— 122 — 

d asœnsion ce même travail est d'environ 420 *»■»• . 

II faudrait évidemment, pour les essais en grand, substi- 
tuer aux cloches de verre des châssis vitrés, mais Texpé- 
rience prouve que la concentration de la chaleur solaire 
ne se trouve pas sensiblement diminuée par ce change- 
ment. On peut même se contenter, comme je lai déjà dit, 
d'une seule enceinte vitrée à la condition de donner au 
verre une épaisseur suffisante. J'indiquerai plus loin le 
parti qu'il y aurait à tirer dans les contrées méridionales 
des faits que je viens de signaler. Je me borne, pour le 
moment, à dire qu'en vue de ces mêmes applications j'ai 
cherché s'il ne serait pas possible de remplacer instan- 
tanément l'air échauffé de l'appareil décrit plus haut par 
de l'air froid capable d'agir à son tour, mais que le 
résultat de mes recherches a été complètement négatif. 
En effet, après avoir substitué aux cloches de verre 
d'autres cloches percées à leur sommet de manière à 
laisser passer une longue cheminée qui communiquait au 
moyen d'un robinet avec le haut de la chaudière, j'ai vu 
qu'il suffisait d'ouvrir ensemble ce robinet et le bouchon 
à vis pour obtenir un tirage très-sensible, mais que, 
les deux ouvertures étant brusquement refermées, l'air 
confiné ne conservait presque plus de ressort : d'où il 
fallait conclure qu'il ne s'était que bien imparfaitement 
renouvelé. 

Le champ d'observations qui s'ouvrait devant moi était 
assez vaste pour me permettre de diriger mes recherches 
sur plusieurs points différents. En même temps que j'étu- 
diais l'effet des rayons solaires sur l'air confiné, je m'oc- 
cupais du projet d'utiliser cette source précieuse de cha- 
leur au profit des besoins ordinaires de la vie. 



— 123 — 

On a vu que les alchimistes se servaient déjà de miroirs 
d acier poli pour concentrer les rayons du soleil dans des 
vases de verre renfermant certaines liqueurs, et que 
Tchirnhausen, en plaçant au foyer de son grand réflecteur 
un vase de terre contenant de l'eau, parvint à faire bouillir 
le liquide en plein air et même à le vaporiser complète- 
ment dans un temps assez court. De Saussure avait 
également eu l'idée de profiter de la concentration des 
rayons solaires sous des vitres parallèles, pour opérer 
quelques décoctions ou distillations n'exigeant pas un degré 
de chaleur fort supérieur à celui de l'eau bouillante; 
mais il ne mit pas ce projet à exécution. Ce serait d'ail- 
leurs une erreur de croire que dès l'instant qu'on pouvait 
réaliser dans l'héliothermomètre une température de 160**, 
il était fecile d'obtenir au soleil, dans des conditions 
essentiellement pratiques, l'ébuUition de l'eau, la distil- 
lation de Talcool,... etc. J'ai déjà dit qu'on ne doit pas 
s'en rapporter uniquement aux indications du thermo- 
mètre, quand il s'agit de conclure à la possibilité de cer- 
tains effets calorifiques : je le répète encore, afin de 
prévenir toute méprise à cet égard. Ainsi, un héliother- 
momètre dont la paroi vitrée a, par exemple, un déci- 
mètre carré de surface, peut accuser une température fort 
supérieure à 100® dans son enceinte noircie, et néanmoins 
dix heures d'insolation ne suffiront pas pour lui faire 
amener à l'ébuUition un décimètre cube d'eau prise à 
la température ordinaire, tant ce liquide exige de chaleur 
pour bouillir et surtout pour se vaporiser! Ce furent peut- 
être des considérations de ce genre qui empêchèrent de 
Saussure de poursuivre ses essais. Cependant, comme il 
savait par expérience que l'intensité de la radiation solaire 



— 124 — 

est très-grande à la cime des montagnes et que 1 air raréfié 
n'y sufHt qu'à peine pour entretenir la combustion, s'il 
avait pu se procurer un appareil commode pour faire 
bouillir l'eau et faire fondre la glace au soleil , il n'eût pas 
manqué de s'en servir lors de ses dernières excursions 
dans les Alpes. Qu'on en juge par ce passage du compte- 
rendu de sa seconde ascension au sommet du Mont- 
Blanc ! 

« L'esprit de vin brûla très-bien, dit-il, mais il fallut 
une demi-heure pour faire bouillir l'eau, tandis qu'au 
bord de la mer il ne fallait que 12 ou 13 minutes, quoique 
la chaleur (de l'air) dût y être de 12 degrés plus grande. 
A Genève, il faut 15 ou 16 minutes. 

« J'avais fait porter un réchaud et du charbon pour le 
cas où la lampe viendrait à se déranger, je ne m'en servis 
pas pour mon expérience ; mais nous en fimes continuel- 
lement usage pour faire fondre la neige et avoir ainsi de 
de l'eau, dont nous étions extrêmement avides. On 
était obligé d'animer continuellement le charbon par le 
moyen du soufflet, sans quoi il s'éteignait au moment 
même. » 

Les expériences de de Saussure furent reprises de 1834 
à 1838 au cap de Bonne-Espérance par sir John Herschel. 
Le savant astronome ne fît que simplifier un peu l'hélio- 
thermomètre, l'enfouir dans le sable et en agrandir la paroi 
vitrée ; mais en recueillant à l'aide de cet instrument les 
rayons d'un soleil presque vertical au moment du solstice 
d'hiver, c'est-à-dire pendant l'été de ces contrées, il obtint, 
comme on va le voir, d'assez curieux résultats. 

ce Lorsque la chaleur envoyée par le soleil se trouve 
confinée, retenue et contrainte par là de s'ajouter à elle- 



— 126 — 

même, la température s élève d'une manière vraiment 
remarquable. Ainsi, une petite boîte en acajou, noircie en 
dedans, fut fermée par une vitre coupée de grandeu?* 
convenable, mais ajustée sans mastic, et on l'exposa sim- 
plement au soleil de manière que les rayons vinssent 
tomber d'aplomb sur la vitre : un thermomètre placé dans 
la boite indiqua : 

Le 23 novembre 1837. . . . 65^ cent. 

Le 24 — — . . . 63% 66% 67% etc. 

« On accumula du sable tout autour de la boîte, pour 
empêcher le contact de lair froid ; on vit alors la tempé- 
rature s'élever : 



Le 3 décembre 1867, à. 



SV 



Enfin, quand cette boîte, avec le thermomètre qu'elle 
contenait, fut placée sous un châssis en bois bien garni de 
sable sur les côtés , et fermé aussi par une feuille de verre 
à vitres (ce qui fait en tout deux cloisons vitrées), la 
température atteignit : 

97^ 
103« 



Le 3 décembre 1867, à 1 h. 30 m. 
— _ 1 50 . 



— 2 44 



103^ 



el cela pendant que la brise soufflait sur l'endroit où se 
trouvait exposé l'appareil. On répéta Texpérience de la 
même façon, le 5 décembre, et l'on observa : 

à h. 19 m 107- 

110^ 
1150 
120° 
116« 






29 


1 


15 


1 


57 


2 


57 



— 126 — 

<c Voyant ces températures dépasser le point d ebuUition 
de l*eau, on s amusa à faire quelques expériences avec 
des œufs, des fruits, de la viande, etc.... qu on exposa au 
soleil de la même façon , le 21 décembre et les jours sui- 
vants, et tout cela se trouva parfaitement cuit au bout 
d'un temps qui ne fut pas très-long ; les œufs étaient durs, 
et le dedans en était friable. On prépara aussi une fois 
une assez forte étuvée de viande et de légumes, dont les 
assistants se régalèrent non sans lui trouver un goût 
excellent. Que Ton augmente le nombre des châssis enve- 
loppants, qu'on les fasse en cuivre noirci à l'intérieur, 
qu'on les isole les uns des autres par des supports en 
charbon de bois, qu'on ait soin de tamponner le vase 
extérieur avec du coton, et que de plus on l'enfouisse dans 
du sable sec, et je ne doute pas qu'on arrive à une tem- 
pérature voisine de l'ignition, et cela, comme on voit, sans 
recourir à l'emploi de lentilles. » 

(Résultats des observations astronomiques faites au cap 
de Bonne-Espérance.) 

Sir John Herschel ne semble pas avoir essayé d'obtenir 
au soleil l'ébuUition d'un volume d'eau, même très-faible ; 
mais, en rendant compte des expériences précédentes, 
M. Babinet a fait observer qu'on aurait dû depuis long- 
temps s'occuper de cette question. 

tt II est étonnant, dit le savant académicien, que dans 
les pays à ciel très-serein, comme l'Egypte, l'Arabie, la 
Perse, où le combustible est très-rare, on n'ait pas songé 
à utiliser les rayons du soleil concentrés sous des vitres 
ou par des verres où des miroirs ardents. Avec une 
lentiUe de deux ou trois décimètres de diamètre, fût-elle 
même mal travaillée, on fait bouillir de l'eau au soleil 



— 127 — 
presque instantanément. Un pareil verre ardent s achète- 
rait au poids et ne coûterait guère plus qu un pareil poids 
de ritre : au reste, avec quelques châssis vitrés, on voit 
qu on ferait , vers midi , un vrai four à cuire le pain et la 
viande avec le soleil des tropiques. Avant son expérience 
en grand, sir John Herschel 8*était assuré qu'un thermo- 
mètre placé dans la même localité se soutenait pendant 
des heures entières à un degré supérieur à ce qu'il fallait 
pour cuire de la viande avec des assaisonnements. » 

A Tépoque où M. Babinet appelait ainsi lattention 
publique sur ces importantes questions, mes expériences 
au soleil d'Alençon et de Rennes m avaient permis depuis 
deux ans de les résoudre au moyen d'appareils très- 
simples, et le plaisir de me trouver ainsi en conformité de 
vues avec le savant physicien n'a pas été ma moindre récom- 
pense. Je dois dire cependant, que, loin de partager la 
prédilection que semble avoir M. Babinet pour les lentilles 
de verre, je les ai constamment exclues de nies appareils. 
Comme je l'ai déjà dit, ces instruments sont très-propres 
à produire de hautes températures tant qu'on se borne 
à opérer sur des parcelles de matière; mais, dès qu'il s'agit 
d'échauffer à un degré convenable des corps volumineux 
et d'une assez grande capacité calorifique, les lentilles de 
verre ne suffisent plus, parce qu'elles ne préservent pas ces 
corps du refroidissement et qu'elles consomment en pure 
perte, à cause de leur épaisseur, une portion notable de 
chaleur incidente. Je n'en citerai d'autres preuves que les 
expériences de Rumfor. Quant aux résultats obtenus à 
l'aide d'un réflecteur et d'une chaudière noircie, protégée 
contre le refroidissement par une simple paroi vitrée, on 
jugera d'après le résumé que je vais en donner, s'ils 



— 128 — 

peuvent ou non soutenir sous tous les rapports la concur- 
rence avec ceux que fourniraient même de fortes lentilles. 

J ai commencé par &ire diauffer de Teau en assez faible 
quantité dans un vase de cuivre noirci en dehors. Je 
plaçais le vase sous trois cloches de verre concentriques, 
et j'y projetais la chaleur au moyen d'un réflecteur en fer- 
blanc fermé de deux lames cylindriques soudées à angle 
droit. L*unede ces lames était verticale, Tautre horizon- 
tale : celle-ci portait le vase en cuivre et les cloches de 
verre. Le liquide mettait assez longtemps pour atteindre 
100^. Encore Tabondance des gouttelettes de vapeur con^ 
densée qui se déposaient sur les cloches empêchait-eUe de 
le voir bouiUir. Afin de m'assurer qu*on pouvait réaliser 
de la sorte des températures même supérieures au point 
d'ébuUition de Teau, j ai remplacé le liquide par un bâton 
de souffre et j'ai fondu ce corps sans difficulté. Seulement 
les cloches perdaient encore dans ce cas de leur transpa- 
rence en se couvrant de vapeurs sulfureuses condensées. 
Mais si Ion enlevait rapidement ces cloches on trouvait le 
soufre en fusion et par conséquent à la température 
dell6^ 

En installant sur le même réflecteur une chaudière en 
cuivre ayant la forme d'un dé à coudre, et en la recouvrant 
de trois cloches de verre concentriques, je me suis pro- 
curé sans plus de frais un four portatif où les fruits, les 
pommes de terre, la viande et )e pain cuisaient parfaite- 
ment. La croûte du pain était dure et caramélisée comme 
au four ordinaire. Une chaudière en fer battu pouvait 
d'ailleurs remplir l'office de la chaudière en cuivre sans 
en présenter les inconvénients au point de vue hygié- 
nique. 



— 129 — 

De tous les résultats que je viens de signaler, celui qui 
par son importance méritait le plus de fixer rattentiou 
était sans contredit TébuUition de l'eau. L énorme capacité 
calorifique du liquide rendait le problème assez difficile à 
résoudre dans des conditions pratiques : aussi n*ai-je rien 
négligé pour arriver à une solution dont Tinduslrie put 
tirer parti ; et, comme personne à ma connaissance n'avait 
abordé la question avant moi, peut-être aurai-je le mérite 
d'être parvenu le premier, sous ce rapport, à des résultats 
satisfaisants. 

Comme je l'ai déjà dit, lorqu'on place au foyer d'un 
réflecteur, sous des cloches de verre concentriques, un 
vase rempli d'eau , les vapeurs qui se dégagent du liquide 
viennent se condenser sur le verre, ce qui est très-nuisible 
à l'absorption de la chaleur incîtloriLe* Pour obvier à cet 




inconvénient, j'ai percé les cloches de verre à leur sommet 

et je les ai fait traverser par le col d'une bouteîfle en 

9 






— 130 — 

cuivre destinée à servir de chaudière. Les cloches étaient 
assujéties par des écrous au col de la bouteille : de plus, 
elles rq>osaient sur une couronne en ferblanc soudée à 
la base de celle-ci. Enfin, la chaudière était noircie en 
éehors, et le fond en était beaucoup plus creux que dans 
les bouteilles ordinaires afin de diminuer l'épaisseur du 
liquide à vaporiser. Grâce à ces premières modifications 
j'ai pu avec un réflecteur en ferblanc d'un quart de mètre 
carré d'ouverture faire bouillir en une heure quinze mi- 
nutes un demi-litre d'eau à la température initiale de 15*. 
L'emploi d'un réflecteur en plaqué d'argent dont l'ou- 
verture était d'un demi mètre carré, m'a permis de sim- 
plifier encore l'appareil tout en lui donnant de plus 




Fig. Mi, 



grandes dimensions, et de hâter en même temps l'ébulli- 
tkm du liquide. 



— 131 - 

A cet effet, je me suis servi du générateur solaire dont 
la figure ci-jointe représente la coupe. La chaudière, tou- 
jours en cuivre, affectait la forme d*une bouteille arrondie 
par le bas : le fond de cette bouteille était fixé par une vis 
à un disque en bois; le col traversait la douille d'une 
cloche en verre, bien transparente mais im peu plus 
épaisse que les vitres ordinaires. Cette cloche formait à 
eUe seule la paroi vitrée : ses bords entraient librement et 
sans y être mastiqués dans une rainure du disque, tandis 
que sa douille était fixée au col de la chaudière par un 
éerou de cuivre. Enfin, la chaudière était noircie en dehors 
et die avait plus d un litre de capacité. 

Ce nouveau générateur amenait eh quarante-cinq mi-, 
nutes un litre d*eau à Tébullition , le liquide étant pris à la 
température de 15^. De plus, en laissant la chaudière 
vide, j'ai vu le thermomètre y monter rapidement vers 
le milieu du jour et finir par accuser au hmt de vingt 
minutes d'insolation la température de 200**. Les soudures 
se sont alors fondues et 1 etain s'est mis à couler, en sorte 
qu'il a fallu réparer l'appareil. 

Cependant, cet appareil n'était encore ni d'une construc- 
tion assez simple, ni d'une forme assez commode pour 
devenir usuel. D'ailleurs les dilatations de la chaudière 
faisaient souvent éclater la paroi vitrée. Il était donc indis- 
pensable de recourir à une autre combinaison. C'est alors 
que j'ai fini par en trouver une des plus simples et qui, en 
raison de sa simplicité même, aurait dû s'offrir à moi tout 
d'abord. 

J'ai pris un bpcal en verre dont la paroi latérale n'était 
guère plus épaisse qu'une*Vitre et dans lequel je pouvais 
&cilement introduire un vase cylindrique en cuivre ou en 



— 132 — 

fer battu dont les bords s appuyaient sur ceux du bocal ; 
puis, j'ai mis sur le tout un couvercle en verre, et cette 
espèce de marmite solaire m'a fourni d'aussi bons résultais 
que l'appareil précédent; car, étant placée au foyer du 
réflecteur en plaqué d'argent, elle faisait bouillir en une 
heure et demie trois litres d'eau à la température initiale 
de 15*. 

Comme cette nouvelle chaudière était d'une forme assez 
commode, je m'en suis servi pour différents essais. 

Elle m'a permis, par exemple, de confectionner au 
soldil un excellent pot au feu , formé d'un kilogramme de 
bœuf et d'un assortiment de légumes. Au bout de quatre 
Iteures d'insolation, le tout s'est trouvé parfaitement cuit, 
malgré le passage de quelques nuages sur le soleil ; et le 
consommé a été d aulant meilleur que réchauflement 
de la marmite s'était produit avec une grande régularité. 




Voici pour plus de clarté la figure de Tappareil mis en 
expérience : 



- 133 - 

a est le bocal en verre; h est le vase métallique noirci , 
dont les bords reposent sur les siens; c est le couvercle en 
verre; enfin, d est le réflecteur en plaqué d*argent. 
Comme je lai déjà dit, ce réflecteur est cylindrique : sa 
hauteur est de cinquante centimètres, sa base est un arc 
de cercle dont la corde a un mètre. Il est incliné de 
manière à concentrer les rayons du soleil sur la marmite, 
et Ton juge, sans difficulté, que celle-ci est bien au foyer 
par la lueur qui se forme sur la paroi noirae. 

Pour transformer cette même marmite en un four, il 
m'a suffi de couvrir la chaudière d*un disque de fer battu 
placé sous le couvercle en verre. J ai pu de cette façon 
fidre cuire en moins de tvois heures un kilogramme de 
pain. Ce pain ne présentait aucune différence avec celui 
que donnent les fours de boulangerie. 

Enfin , en remplaçant les deux couvercles par un cha- 
piteau d alambic à tête de Maure s adaptant exactement 
à la chaudière, je me suis procuré, sans plus de frais, un 
appareil très-propre à la distillation de Talcool au soleil. 
Le chapiteau ayant 'été mis en communication avec un 
serpentin plongé daçs un courant d*eau froide, tandis que 
le vase métallique, contenant deux litres de vin, était 
placé dans le bocal, au foyer du réflecteur, j*ai recueilli 
Talcool au bout de quarante minutes d'insolation. Comme 
lappareil s'échauffait lentement et d'une manière conti- 
nue, cet alcool était très-concentré et possédait un arâme 
des plus agréables. 

Voici la disposition que j'ai cru devoir adopter comme 
étant la plus favorable à l'action de moii réflecteur: 

a est la chaudière ou cucurbite contenant le vin ; é est 
le chapiteau à tête de Maure; c, le serpentin où se con- 



- iâ4 - 

dense la vapeur d'alcool; d^ le robinet par où tombe 
l'eau destinée à refroidir le serpentin ; e^ l'orifice de sortie 




Fig. 20. 

pour ce même liquide ; /", le vase qui reçoit l'alcool con- 
densé; enfin g-, le réflecteur. 

La cuisson de la viande telle que sir John Herschel l'a- 
vait obtenue au cap de Bonne-Espérance n'exigeant pas, 
à beaucoup près, la même somme de chaleur que la va- 
porisation d'un égal poids d'eau, j'ai soupçonné que mon 
réflecteur en plaqué d'argent suffirait pour rôtir la viande 
à l'air libre. C'est, en effet, ce que l'expérience est venue 
confirmer. En installant devant ce réflecteur une broche 
garnie d'une pièce de bœufj de veau ou de mouton, j'ob- 
tenais en moins de trois heures un rôti de très -bonne 
apparence, et dont la cuisson ne laissait rien à désirer. 
'Malheureusement il n'en était pas de même du goût que 



— 135 - 
ces viandes avaient contracté, malgré leur fraîcbeur ; l08 
rayons chimiques de la lumière solaire semblaient y avoir 
déterminé comme un commencement de fermentation 
putride; les rôtis dans la préparation desquels entrait le 
beurre contractaient, dans les mêmes circonstances, un 
goût insupportable. Il est donc nécessaire d'éliminer en 
pareil cas les rayons chimiques, et Ton y parvient en pla- 
çant devant la rôtissoire une vitre jaune ou rouge. 

Je me suis pareillement assuré de la possibilité de fiûre 
cuire rapidement au soleil les légumes, les grains, ejb>. A 
cet effet je plaçais au foyer du réflecteur uq vasjd clos 
renfermant de Teau; puis, quand le liquide entrait en 
cShullition, je faisais communiquer, à Taide d*un tuyau, la 
partie supérieure du vase avec le fond d un second vase 
renfermant les légumes, et ceux-ci ne mettaient quun 
temps assez court pour cuire à la vapeur. 

Il me restait à vérifier expérimentalement que les efifet» 
d'un grand réflecteur sont en raison de son étendue. J'ai 
fait construire, en conséquence, un miroir cylindro-parabo- 
lique de près de 5 mètres de long sur 0'°,50 de hauteur» 
Il avait, par conséquent, une ouverture cinq fois plus 
grande que celle du miroir d'un demi -mètre carré qui 
m'avait précédemment servi. Son foyer, dont la longMfdur 
était pareillement de 50 centimètres, avait de 8 à 10 ce^ti- 
mètres de largeur : ce qui était d'une précifûon sufUsaote 
pour les applications. En installant à ce foyer une mar*^ 
mite solaire de même forme que celle de la %ure 20, 
mais d'uiae plus grande contenance, j'ai pu faire bou^ir 
en trente-cinq minutes cinq litres d'eau pris à la tempéra- 
ture initiale de 10°. Ainsi ^ le grand réflecteur mettait 
cinq fois moins de temps que le petit pour amener un litre 



— 136 - 

d*eau à rébullition. J'ajouterai que cette expérience a eu 
lieu vers la fin de février et le commencement de 
mars. 1869, le plus souvent entre neuf et dix heures du 
matin. 

Ce même réflecteur mettait en quelques secondes le feu 
soit à un tas de copeaux, soit à une planche de bois quel- 
conque. Il ma servi également à fondre les métaux. Je 
plaçais à son foyer un grand vase de verre, après y avoir 
introduit une plaque métallique du poids d un kilogramme 
environ. En recouvrant le vase de son couvercle de verre, 
j*ai vu Fétain fondre en deux minutes, le plomb en cinq, 
le zinc en six. Mais il ne ma pas été possible de fondre du 
laiton. Néanmoins , comme le point de fusion de Tétain 
est 235*, celui du plomb 335®, et celui du zinc entre 450 
et 500 d^résj on voit qu avec un réflecteur d*une éten- 
due convenable il est facile d'obtenir vite au soleil des 
températures élevées. 

Observons d'ailleurs que, pour obtenir des effets de 
cette nature, les miroirs sphériques ou en forme de para- 
boloïde de révolution doivent être préférés aux miroirs 
cylindriques, puisque le foyer des premiers est un point, 
tandis que celui des seconds est une droite, et qu'on 
utilise rarement toute la longueur de cette ligae. 

II est bon de remarquer enfin que si la ligne focale d'un 
. miroir cylindrique conserve sa longueur quel que soit 
Tangle sous lequel les rayons du soleil rencontrent ses 
génératrices, elle n'a pas toujours la même intensité. En 
efiet, cette intensité atteint son maximum, toutes choses 
é^dbë d^aiUeurs, quand l'angle dont il s'agit est droit, ou 
que le fidsoeau lumineux reçu par le miroir a pour section 
droite l'ouverture même de ce miroir. Dans tout autre cas 



- 137 — 

la ligne focale perd de sa force; mais il est rare qu'on 
s'afiranckis^e de cet inconvénient et qu'on puisse installer 
le miroir d'une façon à la fois avantageuse et commode. 
Aussi les expériences diverses qu'on vient de mentionner 
ne donnent -elles pas la. mesure exacte des résultats 
qu'il eût été possible d'obtenir avec des réflecteurs bien 
orientés. 

Il y aurait beaucoup d'autres essais à tenter en vue 
d'utiliser la chaleur solaire dans les contrées où elle 
abonde : mais nous ne nous sommes pas proposé de les 
énumérer tous. Notre unique but était d'appeler l'atten- 
tion sur une source calorifique dont la richesse a été trop 
longtemps méconnue, et dont ne savent encore profiter ni 
les pays les plus favorisés du soleil, ni les autres parties 
du globe où le ciel reste pur. Combien de temps cet état 
de choses durera-t-il encore, nous ne saurions le prévoir. 
Mais notre conviction profonde est qu'il disparaîtra quel- 
que jour pour faire place aux conquêtes de l'industrie. 
Et, cette conviction, ce n'est qu'en voyant les effets pro- 
duits par le soleil, l'hiver comme Tété, dans des appareils 
d'un prix médiocre, que nous l'avons acquise. Il était 
même difficile à cette vue , pourquoi n'en ferait-on pas 
l'aveu, de se mettre en garde contre l'enthousiasme, et de 
ne pas oublier un peu le présent pour ne songer qu'aux 
promesses de l'avenir. Des résultats aussi décisife pou- 
vaient-ils donc être longtemps méconnus? N'était-ce pas 
une moisson toute prête à recueillir pour les pays favo- 
risés du soleil et même pour des plaines que la neige 
recouvre^une partie de l'année? Enfin sur quelle autre 
source de chaleur compter à la cime des montagnes et 
dans les hautes régions de l'atmosphère où l'air trop 



- 138 — 

raréfié ne sufiBt plus à la combustion? Tout présageait 

donc à ces applications nouvelles un rapide essor En 

ôera-t-il réellement ainsi : nous n^osons respérer, n ayant 
garde d oublier que toute innovation sérieuse esC lente à 
mûrir et lente à se propager. Laissons donc au temps le 
soin d*accompIir ce progrès, et passons à Tun des points 
les plus essentiels de la question qui nous occupe, c^est- 
à-dire aux applications mécaniques de la chaleur solaire. 



CHAPITRE VII 

Sommaire. — Histoire des applications mécaniques de la chaleur solaire 
jusqu'au commencement de ce siècle. — Machine de Héron. — Procédé de 
Porta. — Pompe solaire de Salomon de Caus; moyens qu'il propose d'ac- 
croître l'intensité de la chaleur incidente. — Essais de Drebbel, de Robert 
Fludd. — Horloge de Martini.— Kircher construit diverses machines solaires; 
il reconnaît l'avantage d'enfermer l'air confiné dans une enceinte vitrée. — 
Milliet Dechales propose d'échauffer cette enceinte à l'aide de miroirs plans 
ou concaves. — Pompe solaire de Bélidor — De la Cliché propose d'employer 
l'appareil de Du :arla pour chauffer les machines à vapeur. — Oliver Evans 
se préoccupe également des applications mécaniques de la chaleur solaire. 

Il faut se garder de croire, malgré le silence des traités 
modernes de physique à cet égard, que l'idée de faire tra- 
vailler la chaleur solaire soit récente. On va reconnaître 
€iu contraire que cette idée est fort ancienne, et qu'en se 
développant lentement à travers les siècles elle a donné 
naissance à une suite de curieux appareils dont quelques- 
uns ne méritaient certes pas ToubU ^où ils sont tombés et 
présentaient même, antérieurement aux découvertes de 
Papin, un caractère d'utilité pratique beaucoup plus pro- 
noncé que les essais contemporains d'application de la 
vapeur. Au reste, les noms des physici^is qui se sont 
occupés de la première question figurent presque tous dans 
l'histoire des origines de la seconde. 

Les ouvrages où nous avons puisé la plupart des détails 
historiques qui vont suivre, sont les Pneumatiques de Hé- 
ron d'Alexandrie, la Magie Naturelle delfortz^les liaisons 
des Forces mom^antes de Salomon de Caus, Y Aimant de 
Kircher, la Mécanique Hydraulico - Pneumatique de 
Schott, le Monde Mathématique de Dechales, V Architec- 
ture hydraulique de Bélidor ^ etc.... Les matériaux man- 



— 140 — 

quent d'ailleurs pour combler la lacune de près de seize 
cents ans qui sépare Héron d'Alexandrie de Porta. Il est cer- 
tain que, dans cet intervalle, les savants Arabes ont traduit 
et commenté, non sans y ajouter probablement quelques 
découvertes, les Traités de Physique et de Mécanique des 
anciens. On sait, par exemple, qu'Al-Farabi et Alkindi ont 
parlé de ces matières; qu'Al-Gazarri a composé sur le 
même sujet plusieurs ouvrages dont les titres rappellent 
ceux de quelques écrits d*Archimède, de Gtésibius, de 
Héron, et qui sont peut-être une compilation des œuvres 
de ces mécaniciens célèbres ; mais on ignore si ces auteurs 
se sont occupés des applications mécaniques de la chaleur 
solaire. Schott se contente de citer les Pneumatiques de 
TArabe Yasser et n en parle quavec dédain. 



Héron d'Alexandrie 

(Environ loo ans ayant Jésus-Christ.) 

Héron d* Alexandrie, dans ses PneumatiqueSy décrit une 
foule d'ingénieux appareils fondés sar les propriétés des 
liquides et des gaz, et qui sont, dit-il, 6u de son invention 
ou légués par les anciens. Il est probable qu'il entend dési- 
gner par là les prêtres égyptiens d'une époque reculée, 
auxquels il attribue d'ailleurs la connaissance de l'élasticité 
de l'air et de l'action de la chaleur sur ce gaz. Nous 
n'extraierons de ce recueil remarquable à plus d'un titre 
que la machine suivante qui en est le 47" appareil : 

Soit une base fermée A G D B, à travers laquelle paisse 
un entonnoir dont le tuyau soit très-peu distant du fond 



- 141 — 

(de cette base) ; soit (de plus) un globe E F, d'où un tube 
descend dans la base jusqu a une petite distance du fond 




Fig. 21. 



de Tappareil. Un tube recourbé G est ajusté de manière à 
pénétrer dans Teau du globe. Lors donc que le soleil vient 
à frapper ce globe, lair qu'il contient étant échauffé, 
presse le liquide, celui-ci s'échappe par le siphon et descend 
dans la base. Maiç, quand l'appareil sera à l'ombre, l'air 
(moins dilaté) cédant de la place dans le globe, le tube 
reprendra le liquide. Ce phénomène aura lieu autant de 
fois que le soleil frappera (le ^lobe). 

Ce passage^ quoique fidèlement traduit et même annoté 
par Letronne, ne laisse pas que de présenter encore quel- 
ques lacunes, probablement dues à des altérations du texte 
grec. Il est clair, par exemple, que la base de l'appareil 
doit contenir, outre de l'air^ un certain volume d'eau 



— 142 — 

noyant l'orifice inférieur du tube qui la met en communi- 
cation avec le globe EF. Il est même bon que le pied de 
Fentonnoir plonge auAsi dans le liquide. Car, ce sont là 
deux précautions à prendre pour que l'air du globe EF, 
dilaté par les rayons du soleil, ne trouve pas dans la base 
une issue &cile. L'appareil étant ainsi disposé, on voit sans 
peine ce qui se passe dès qu'on le soumet à l'insolation. 
L'air du globe EF acquiert, par l'effet de la chaleur inci- 
dente, une tension plus grande et la transmet à l'air con- 
finé dans la base : il en résulte que l'eau monte à des hau- 
teurs égales au-dessus de son niveau dans l'entonnoir et 
dans le siphon G, en sorte que, la diflférence de niveau 
étant moindre du sommet du siphon au plan EF que des 
bords de l'entonnoir au plan MN, le liquide finit par 
s'écouler du premier tube dans le second. Il semble même 
qu'il suffirait de donner au siphon une hauteur à peu près 
égale à la distance des niveaux MN et EF, et d'affaiblir 
autant que possible l'influence des frottements pour que le 
travail restitué à l'appareil par la chute de l'eau dans l'en- 
tonnoir pût faire remonter le liquide de la base dans le 
globe EF, et prolonger ainsi la durée du phénomène. 

Quand on retire l'appareil du soleil, l'air confiné dans 
le globe EF perd une partie de son ressort par le refroi- 
dissement, et la pression atmosphérique intervient aussitôt 
pour réduire ce gaz à son volume normal. Mais, si l'on 
n'a pas eu soin de boucher hermétiquement l'ouverture 
libre du siphon G, il est évident que Teau contenue dans 
ce tube est refoulée par l'air qui fait irruption à sa suite 
dans le globe ËF, et qu'il est impossible au liquide de la 
base de remonter dans ce globe. De là une. nouvelle lacune 
à signaler dans le texte. 



- 143 — 

11 y aurait, d'ailleurs, peu de changements à faire subir 
à 1 appareil pour que le globe EF pût reprendre à 1 ombre 
Teau quil aurait perdue; car il suffirait, pour cela, de 
deux soupapes s ouvrant Tune de haut en bas, au pied 
de Tenionnoir; Tautre de bas en haut, à Tentrée .du 
liquide dans le siphon G. Mais rien ne prouve que lau- 
teur, bien qu'il connût parfaitement le mécanisme des 
soupapes, ait eu Tidée de ce perfectionnement. Et même 
la grande analogie de lappareil dont il s'agit avec la fon- 
taine de Héron tendrait à établir le contraire. Il n'y a 
donc pas lieu de regarder l'invention du physicien grec 
comme le premier essai d'une pompe solaire automo- 
trice. 

i 



J.-B. Porta 

(i55o-i6i5). 

liC Napolitain ]. B. Porta, l'un des savants les plus 
universels de son temps, ne parle des applications méca- 
niques de la chaleur solaire que dans sa Magie naturelle y 
livre XIX, où nous trouvons le passage suivant : 

<c Nous pouvons encore faire monter l'eau à l'aide de la 
chaleur seulement. Soit, au sommet d'une tour, un vais- 
seau de bois, d'argile, ou, mieux, de cuivre, au milieu 
duquel s'adapte un tuyau qui descende jusqu'à l'eau d'un 
réservoir inférieur et dont l'extrémité s'y trouve plongée 
de &çon à ne pouvoir aspirer l'air. En haut, le vaisseau 
doit être échauffé par le soleil ou à 1 aide du feu ; car l'air 
contenu dans son intérieur se raréfie et s'échappe en &i-- 



— 144 — 

sant bouillonner leau. Bientôt le soleil se retirant, le 
vaisseau se refroidit; lair se condense, et comme il ne 
suffit plus à remplir la capacité du vaisseau , Teau est as- 
pirée et s'élève au-dessus de son niveau. » 

Il est presque inutile d ajouter que Porta, dans ce pas- 
sage, s appuie, pour expliquer lascension du liquide dans 
le tuyau, sur l'hypothèse, alors en crédit, que la nature 
a horreur du vide. Car ce n'est guère qu'un siècle plus 
tard que Torricelli assignait aux phénomènes de ce genre 
leur véritable cause en les regardant comme des effets de 
la pression atmosphérique. Quant à l'appareil qui vient 
d'être décrit, on doit y voir une imitation de celui de 
Héron d'Alexandrie , les écrits du physicien grec ayant 
incontestablement servi de modèle non-seulement à Porta, 
mais encore à la plupart de ses successeurs, jusqu'à la fin 
du xvn* siècle. 



Salomon de Gaus 

(1576-1626.) 

Salomon de Caus, ingénieur français dont Arago a 
remis les travaux en lumiète à propos des origines de la 
machine à vapeur, donne dans ses Raisons des forces 
moui^antes ^ publiées, pour la première fois, en 1615, la 
description de la première machine élévatoire fonction- 
nant à l'aide du soleil. L'importance de cet appareil , trop 
peu connu, justifiera la longueur de nos citations, où nous 
ne changerons, d'ailleurs, que l'orthographe surannée. 

Salomon de Gaus, après avoir donné, problème XII, la 



— 145 — 
construction d'une sorte de thermomètre où le travail 
produit chaque jour par la chaleur solaire peut senrir à 
en mesurer Fintensité, s'exprime ainsi : 

a II a été montré, par le précédent problème , la &- 
brique et la raison d'un mouvement continuel, de laquelle 
invention j'ai pris la présente machine à laquelle l'on 
pourrait attribuer le titre de fontaine continuelle, à raison 
que l'eau, laquelle de sa pâture cherche le plus bas lieu, 
est élevée ici par le moyen du soleil. Cette dite machine 
aura un grand effet aux lieux chauds, comme l'Espagne 
ou l'Italie, d'autant que le soleil se montre en ces en- 
droits presque tous les jours, avec grande chaleur, et 
spécialement en été. La fabrique en sera telle : Faut avoir 
quatre vaisseaux de cuivre , bien soudés tout à l'entour, 
lesquels seront chacun viron un pied carré, et huit ou neuf 
pouces de haut : lesdits vaisseaux seront marqués A, B, 
C, D. Et y aura un tuyau marqué E posé sur lesdits 
vaisseaux, auquel tuyau seront soudées quatre branches, 
marquées chacune branche par la lettre F ; lesdites bran- 
ches seront soudées en haut des vaisseaux, passant jusque 
près du fond de chacun vaisseau. Faut après au milieu du 
tuyau souder une soupape marquée G, faite et posée eu 
sorte que quand l'eau sortira des vaisseaux elle puisse 
ouvrir, et, étant sortie, qu'elle se puisse resserrer. Faut 
aussi avoir un autre tuyau au-dessous desdits vaisseaux, 
marqué P, auquel il y aura quatre branches , lesquelles 
seront toutes soudées contre les fonds desdits vaisseaux ; 
et aussi une soupape marquée H, à laquelle il y aura un 
tuyau au bout, qui descendra au fond de l'eau, laquelle 
sera dans une citerne où vaisseau marqué I. Il y aura 
aussi à l'un des vaisseaux un trou ou évent marqué M : 

10 



— m — 

AUSSI, feudra exposer la machine en un lieu où le solei} 
puisse donner dessus, puis verser de Feau dans les vais- 




seaux par le trou ou évenl M, laquelle eau se communi- 
quera à tous Içs vaisseaux par le moyen du tuyau P ; «t 



-147- 

faut que lesdits vaisseaux aient viron le tiers dé leur con-' 
tenu d*eau, et ratrfui é^^i 1» plii9etie lidite eau sor- 
tira par les soilpiraux 3, 4, 5, 6. Âpres, faudra bien bou- 
cher tous lesdib soupiraux, en sorte que i'air ne puisse 
sortir desdits ràissëaux; et alors que hs soleil donnera sur 
ladite machine, il se fera une expansion à cause de la 
chaleur, ce qui éiaUsera IWu de monter de tous les vais- 
seaux au tuyau S et sortir par la soupape G et tuyau N, 
puis tombera 4àâs le bassin 0, et de là dans la citerne I. 
Et comme il derà soHi une quahlitè â eau par la violence 
de la chaleur du soleil, alors la soupape G se refermera, et 
après que la chaleur du jour sera passée, et que la nuit 
viendra, les vaisseaux, pour éviter vacuité, attireront Teau 
de la citerne par le tuyau et la soupape H, P, pour rem- 
plir les vaisseaux comme ils étalent auparavant, tellement 
que ce mouvement continuera autant comme il y aura 
de Teau dans la citerne et que le soleil donnera dessus les 
vaisseaux ; et faut noter que les deux soupapes G et H se- 
ront fort légères, et aussi qu elles serrent fort juste, sans 
que l'eau puisse descendre quand elle sera montée. 

« Si l'on désirait avoir Teau 5 ou 6 pieds de haut, la 
machine précédente Ile la pou^i'ait élever si le soleil ne 
donnait avec grâttde Violehce, et, poiit augmenter la force 
dudit soleil , il mtû hesoiii que tes vaisseaux de cuivre 
soient faits à la îtiàfaièré cdmtne là présente figure le 
montre : et sur les côtés A et B l'on appoteera des verres, 
autrement appdés iiiii*oirs ardents^ lesquels seront bien 
ajustés dans le cuivre, èd sorte, que l'air n'en puisse sor- 
tir; lesdits verres seront marqués: les deux grands de 
ehacun vaisseau par lèâ lettres G et D, et les petits, E, F, 
6, H ; et £siut poser le côté du vaisseau B vers le midi, à 



- 148- 
celle fin que, le soleil donnant dessus^ lesdîts verres ar- 




Fig.23. 



dents rassemblassent les rayons du soleil dans les vais- 
seaux, ce qui causera une grande chaleur à Teau, et par 
ce moyen sortira en plus grande abondance, et aussi plus 
haut s'il en est besoin, et quant aux autres côtés des vais- 
seaux où sont les verres, ils seront posés vers Toccident, 
pour être aussi le soleil fort chaud après midi. 

(( Au précédent problème , il a été montré le moyen 
d'augmenter la force de la fontaine continuelle, et d au- 




Fig. 24. 



tant que les verres ardents seront assez difficiles àHen 
ajuster dans le cuivre pour empêcher Fair de sortir aux 



- 149 - 

joiiibires/il m*a semblé bon de démontrer encore une fa- 
çon, laquelle peut se voir en la présente figure. Le châssis 
AB sera fait en sorte que Ton puisse enchâsser quantité 
desdits verres ardents^ lesquels seront posés d*une dis- 
tance de viron trois pieds , en sorte que les pointes des 
cônes ardents que produisent lesdits verres puissent don- 
ner sur les vaisseaux, lesquels étant échauffés par la vio- 
lente chaleur desdits verres, feront monter Teau en grande 
quantité. Et sera bon que ledit châssis soit grand , et 
d*avoir plusieurs verres enchâssés en icelui , afin que , le 
soleil en faisant le tour, il y en ait toujours quelques-uns 
qui puissent donner dessus les vaisseaux. » 

Salomon de Caus n est pas seulement, comme on le 
voit, rinventeur d^une pompe solaire, il s'est encore 
préoccupé d'accroître autant que possible la puissance de 
son appareil, et Ton peut dire qu'il y a réussi dans la 
mesure des connaissances de son temps. Nous parlerons 
plus loin des perfectionnements dont cette machine est 
susceptible. Ajoutons que Salomon de Caus, en donnant 
à sa découverte le nom de fontaine continuelle, comprend 
fort bien que la dénomination de fontaine perpétuelle 
serait impropre, la machine n'étant pas la réalisation du 
mouvement perpétuel, puisqu'elle est mue par l'action 
des rayons solaires. Parmi les savants mêmes que nous 
aurons encore à citer, il en est qui ne se sont pas toujours 
élevés à des considérations aussi saines, et qui auraient 
pu Êdre leur profit des réflexions suivantes de notre 
auteur : 

« Il 7 a plusieurs hommes lesquels se sont travaillés à 
la recherche d'un mouvement qu'ils ont appelé (sans le 
conDaitre) perpétuel ou sans fin, chose assez mal consi^ 



- 160- 
dérée el mal entendue, d'autant que tout ce qui a oora- 
mencemeQt est sujet à avoir une fin, et &ut appliquer ce 
mot de perpétuel ou sans fin à Dieu seul, lequel comme il 
n a eu commencement, ne pourra aussi avoir fin ; telle- 
ment que c'est folie et orgueil aux hommes de se vouloir 
&ire accroire de faire des œuvres perpétuelles, vu que 
eux-mêmes sont mortels et sujets '^ une fin, ainsi seront 
toutes leurs œuvres. » 

Nous devons dire encore que Salomon de Caus indique 
à la fin de son ouvrage la construction d'un orgue solaire, 
et qu'il essaie par* là d'expliquer la tradition relative à 
l'antique statue de Memmon, dont les sons harmonieux 
saluaient chaque matin le retour du soleil. 



Drebbel 

1572-1634. 



Cornélius van Drebbel, né à Alckmaër en Hollande, pa- 
raît avoir possédé des connaissances réelles en physique 
et en chimie ; mais c'est principalement par son charla- 
tanisme qu'il sut donner à ses contemporains une haute 
idée de son mérite. Aussi, lui a-t-on souvent attribué 
l'invention du thermomètre, du microscope^ du télescope, 
instruments qu'il a tout au plus perfectionnés. Afin de 
donner une idée de ses prétentions scientifiques^ disons 
que dans sa lettre à son protecteur, Jacques P*", roi d'An- 
gleterre, il ne craint pas d'affirmer, en s'engageant à le 
prouver au besoin, qu'il a découvert le mouvement per- 
pétuel, la cause du chaud et du froid, du flux et du reQox, 



— 161 — 
de la grêle, du tonnerre, etc.... Alsted qui reproduit avec 
admiration cette lettre pompeuse dans son Encyclopédie^ 
ajoute que Drebbel avait également construit un orgue 
solaire. C'est à ce titre que nous avons dû parler ici du 
savant hollandais, mais nous ignorons s'il a &briqué 
d'autres machines mues par le soleil. Les Traités de la 
quintessence et de la nature des éléments y qu'il a 
publiés en 1621, ne donnent aucun éclaircissement à ce 
sujet. 



Robert Fludd 

1574-1637. 

Robert Fludd, médecin anglais d'un savoir étonnant, 
mais qui joignait à des connaissances exactes toutes les 
rêveries des sciences occultes, s'est souvent occupé, dans 
ses écrits , de Taction de la chaleur solaire sur Falmo- * 
sphère terrestre et lair confiné. Cette action lui sert, par 
exemple, à donner une explication, sinon juste, du moins 
fort singulière de Tonijine des fontauies* Elle lui permet 
aussi de rendre compte des lïiouvements de la colonne 
hquidô dans une espèce de therniomètre analogue à celui 
de Drebbel, maïs dont il avoue avoir trouve le dessin dans 
uo fort ancien manuscrit ■ et cette assertion n a rien qui 
doive étonner, si roii observe que le thermomètre en 
question présente une grande analogie avec le réservoir à 
air de la machine de Héron précédemment décrite. 

Les ouvrages de Robert Fludd étant tous postérieurs à 
1615, quand même Kircher aurait, comme le dit Schott| 



— 152 — 

trouvé dans un de ces ouvrages une machine semblable à 
la fontaine continuelle, il n'y aurait pas lieu de contester 
à Salomon de Caus la priorité de son invention; mais nous 
montrerons ailleurs que Schott s'est trompé sur ce point. 



Martini 

Vers 1640. 



ff Explication d'une figure et d'une machine réalisant le 
mouvement perpétuel sous forme d'horloge, » tel est le 
titre d'un ouvrage publié en 1640 par Antoine Martini, 




Fig. 25. 



professeur de mathématiques au Collège Romain. La ma- 
chine décrite dans cet opuscule est une application méca- 



— 153 — 

nique assez curieuse de la chaleur solaire. Scbott la décrit 
en ces termes : 

« Soient deux vases AB et E6 formés d'une matière 
susceptible de poli, telle que cuivre, étain, etc...... et dont 

Tun E6 soit partagé en deux compartiments EO et GS 
par des colonnes ou des cloisons. Si la machine se coniipose 
déadits vases AB et £6, c'est afin qu'on puisse placer le 
vase AB à Tair libre, en dehors dWe fenêtre d'apparte- 
ment et le vase E6 dans l'appartement même , [de 
telle sorte toutefois que les deux vases puissent com- 
muniquer entre eux à l'aide de tubes , comme 
nous le dirons plus loin. Il faut, que le vase AB soit par- 
faitement clos, et qu'il ait son couvercle *percé d'une 
ouverture qui permette d'y verser de l'eau, et sa base tra- 
versée par un tube prolongé jusqu'au réservoir SG et 
muni d'une soupape H s'ouvrant facilement de bas en 
hs^ut. Ce vase offre en même temps à sa paroi intérieure 
un autre tube CD, terminé par une soupape D et se pro- 
longeant suivant DE jusqu'au compartiment ËO. Le 
compartiment ËO porte à son couvercle une ouverture 
qui permet à l'air d'y circuler; il renferme en outre un 
siphon recourbé OFM , fermé par un robinet M. Ce siphon 
repose sur un flotteur mobile F et vj^t aboutir à .un 
entonnoir P. Le compartiment GS est ouvert, du moins 
dans la partie IS. Sur la paroi extérieure du vase EG se 
trouve une roue T divisée ea douze parties égales, portant 
chacune, comme on le voit, un des nombres horaires. 
A ces douze divisions de la roue correspondent douze 
petites dents disposées cireulaiFement comme le montre la 
figure. Enfin, autour de la roue et en face des dents se 
tirpuvent douze petits seaux ou augets. A Taxe de la roue 



— t54 — 

est adapté un style ou phitôt une aiguille fixe. Les dents de 
la roue commandent un levier XL, mais de teUe sorte 
qtt*une de ses extrémités puisse être abaissée par ces dents 
lorsqu'elles descendent. En X est un contre-poids V. 
Enfin, le tube RQKS, Kbre à ses deux bouts, desemd du 
compartiment EO jusque près du couvercle R du compar- 
timentSG. Telle est la construction de l'appareil : voici 
comment il fonctionne. 

a Le vase ÂB doitêtre rempli d'eau jusqu'au tiers environ 
par l'ouverture N, qui sera bouchée ensuite avec soin. 
Puis, toute la machine sera exposée aux variations de l'air, 
c'est-à-dire au chaud et au froid. Or, par l'etfet de la dia- 
lear venant du dehors, l'air du vase AB se raréfie^ refoule 
en vertu de sa tendance à occuper un plus grand espace, 
l'eau placée au fond du vase et la force à s'élever dans le 
tube CD. Le liquide rencontre en D une soupape Êicile à 
ouvrir, la soulève et se répand de là, par le conduit DE, 
dans le compartiment EO. Dans ce compartiment se 
trouve le siphon OFM muni de son robinet M. Si l'on 
amorce ce siphon smt par aspiration soit de toute autre 
manière, il se vide dans l'entonnoir P qui se vide à son 
tour dans les augets de la roue T placés au-dessous de lui. 
Il faut d'ailleurs régler d'une part l'écoulement de l'eau 
à travers le siphon au moyen du robinet M, d'autre part 
le mouvement de rotation de la roue à l'aide du contre- 
poids y, auquel on cherche sur son rapport une position 
tdUe que le bras du levier opposé retienne une à une les 
dents de. la roue, et permette à chaque auget de s'emplir 
dans l'intervalle d'une heure* L'heure Apulée, l'auget 
plein d'eau l'emportant sur le contre-poids, le soulève en 
abaissant le bras du levier opposé : une dent passe; mais 



- 156 — 

la suivante est arrêtée par le bras du levier qui se relève 
grâce au contre-poids Y. Tandis que la roue tourne, les 
nombres horaires tracés sur son contour se succèdent 
sous i aiguille et donnent Theure. Quant à Teau qui, par 
suite du mouvement de la roue, s'échappe après chaque 
heure écoulée d*un auget^ elle est reçue par le comparti- 
ment SG ouvert en S. De là elle retourne par le tube IH 
dans le vase ÂB, aussitôt que le froid vient à y oçHitracter 
tair. La chaleur survenant ensuite, le liquide. s'élèvera de 
nouveau par le tube CD dans le compartiment ËO, pour 
descendre de là par le siphon OFM, lentonnoir P et le9 
augets de la roueT, dans le compartiment SG : et ce mou- 
vement de circulation de Teau sera perpétuel comme les 
alternatives de chaleur et de froid. Ajoutons que la vitesse 
d'écoulement du siphon est constante, car, le flotteur 
maintenant toujours lorifice du siphon à la même profon- 
deur dans le liquide, et louverture du robinet M étant 
réglée une fois pour toutes, la dépense reste la même, soit 
que Teau afflue dans le compartiment £0 par suite de 
l'expansion due à la chaleur, soit qu'elle y diminue à cause 
de la contraction produite par le froid. 

« Il &ut encore que le compartiment EO puisse contenir 
une provision d'eau suffisante pour entretenir le mouve- 
ment de l'appareil plusieurs jours de suite, afin que, si les 
variations de l'air étaient peu sensibles, l'eau ne vint pas 
à manquer au siphon. Si parfois l'expansion de l'air con- 
finé devenait trop considérable et que la provision d'eau 
élavée par le tube CD ne put être contenue dans le com- 
partiment EO, le trop-plein s'échapperait par le tube 
RQKS, faute de quoi le compartiment SG pourrait ne pas 
suifire à alimenter le vase AB par le moyen du tube IjSl. » 



— 156 — 
A» KIrcher 

i6o3-i68o. 

Athanase Kirchet*, jésuite allemand, dont les vastes 
connaissances et les aptitudes variées firent l*étonnement 
de son siècle, a construit divers appareils de physique 
amusante fencti(Hinant au moyen de la chaleur solaire; 
mais ces appareils sont pour la plupart des imitations de 
ceux qu avaient imaginés ses devanciers. La fontaine con- 
tinuelle, par exemple, lui a suggéré, comme il le reconnaît 
d'ailleurs, Tidée d'une horloge assez singulière dont' 
nous allons tirer la description de son Traité de V Ai- 
mant. 

Ce curieux ouvrage, où il est question des premiers 
appareils mus par la vapeur et dune foule de madiines 
propres à recueillir le travail des agents naturels, ne pou- 
vait manquer de contenir quelques applications méca- 
niques de la chaleur solaire. Kircher y consacre, en effets 
un chapitre à la description de la fontaine continuelle. Le 
dessin qu'il en donne n'est cependant pas celui qu'on 
trouve dans lé Traité des Raisons des Forces moiwantes: 
c'est un simj^e croquis où se reconnaissent facilement les 
diverses parties de l'appareil. De plus , Kircher désigne 
Salomon de Gaus comme l'auteur de la machine qu'il 
décrit. C'est donc par inadvertance que Schott a vu 
dans cette description un emprunt &it aux œuvres de 
Robert Fludd. 

Après avoir indiqué la manière de préparer un aimant, 



- 157 — 
de l^installer dans un globe de verre creux et de mato* 
tenir ce globe en équilibre au centre d*un vase s^érique 
de verre rempli d*eau, Kircher décrit en ces termes le 
mécanisme de son horloge : 




Fig. 26, 



« On préparera, dit-il, un gbbe de verre renfermant 



- 168 — 

un «imaôt ; pois, une sirène placée en regard pour dési- 
gner les beurei^ et autres indtcationd trateées sur son 
ecmtout*; et enfin un cyGndre également armé d*un 
aimant, comme on Ta prescrit ailleurs. Gela &it, soit 
OP^MffVX un vase de cuivre, de plomb ou de foute 
autre matière métallique, ayant des dimensions propor- 
tionnées à leffet qu on veut obtenir. On partagera ce vase 
au moyen de la cloison TA en deux tompartimentsi dont 
l'un TPAR étant à demi rempli dWu sera privé de toute 
communication avec 1 air extérieul*. On installera sur le- 
dit compartimttflt une sphère creuse de verre ou de plomb 
dont le col engagé dans sa paroi supérieure s'y adàj^tera 
de fiiçon à ne laidler ni rentrer ni Sortir l'air. Il y àufa de 
plus, au fond de 60 même coâtipârtit&ènt, deux soupapes 
ab^ cd^ s'ouvranty k première de bas en haut, la seôbnde 
de haut en bas \ la toupàpe t^â iserà d ailleurs à l'mtrée 
d'un tube AT dirigé vers le vase STVX, comme le mdntre 
la figure. Ce vïbu^ StVX (qui sera le réservoir de l'eau 
destinée à meSUrei* le temps) contiendra, en outre, un 
siphon YZ descendant jusqu'à Une roue H munie de 
seaux ou augets perôés chacun d'un petit trou dans le 
fond pour permettre à l'eau de s'écouler de l'un dans 
l'autre, avec le temps. L'axe de cette roue commandera 
le mouvement du cylindre magnétique au moyen de la 
roue dentée 6 mngrenàtlt avec une autre roue dentée 
F fixée à la baie du cylindre. De plus , la soupape ah 
du compartiment KR sera munie d*un tube plongeant 
dans la caisse remplie d'eau vx. Enfin, un autre tube 
ouvert par le haut descendra du vase STVX jtiifu'au 
réservoir d'eau inférieur \ et la machine sera prête à 
fettctioniier. 



- te9- 

: « Cette màdiine eem, piaqêQ çlaps un eadroit bÎQNi 
exposé au miidi^ puis solidemeot aseujétie, cle façon à m 
plus pouvoir être dérangée de sa position. Gda fait, i*aâ^ 
Goi^né dans la sphère K s'échauffant sous les feux de 
plus ^n plus vifs du soleil exigera plus d'espace, et ne 
trouvant d'autre issue que le col de la sphère K, refoulera 
Teau du compartiment KR, à travers la soupape AT, 
jusque dans le résesvoir supérieur STVX. Ce réservoir 
aéra, d'ailleurs, capable de contenir l'eau nécessaire pour 
mesurer le temps pendant vingt-quatre heures ou l'espace 
d'un jour naturel; il pourrait même en contenir trois, 
quatre, huit fois plus ; mais nous laisserons ce détail au 
choix du constructeur. Le réservoir STVX installé en haut 
de la machine, étant rempli d'eau, le liquide s'écoulera 
par le siphon ZY sur la roue H ; mais toutes les précau- 
tions devront être prises pour que l'écoulement par l'ori- 
fice z soit uniforme et continu^ et pour que l'eau emploie 
vingt-quatre heures à tomber en totalité sur la roue H, 
puis à traverser successivement les augets : chacun de 
ceux-ci mettant une heure environ à s'emplir et à se 
vider. La provision d'eau du réservoir STVX étant suffi- 
sante pour faire tourner en vingt-quatre heures les vingt- 
quatre augets de la roue H, celle-ci marchera de concert 
avec la roue 6, laquelle ayant le même nombre de dents 
qne la roue du cylindre magnétique fera tourner ce der- 
nier avec la même vitesse. Le cylindre transmettra son 
mouvement à l'aimant qui le surmonte ; l'aimant au globe 
de verre en équilibre dans l'eau; le globe à un aigle 
conUmant un autre aimant : en sorte que chacun de ces 
derniers mobiles pourra servir à marquer les heures et 
autres choses semblables. Cependant la chaleur du jour^ 



— 160 — 

ayant expulsé Feau du compartiment RR, i*air de la 
Sphère K en se contractant pendant la nuit par VeSkt du 
rrfroidissement, ne trouvera plus de coi^ à qui céder la 
place. Il faudra donc, pour que la nature n*ait pas à en 
souffrir, que Teau de la caisse i^x^ attirée à travers la sou- 
pape bj vienne combler le vide laissé par Tair et occuper 
un volume égal à celui du liquide expulsé. Ce nouvel 
afflux passera de mèmCi au retour du soleil| dans le 
réservoir STVX, pour entretenir encore le mouvement de 
Tappareil; et ainsi perpétuellement. Ajoutons que le 
tube X du réservoir STVX est destiné à déverser le trop- 
plein de ce réservoir dans la caisse i^x. Telle est la machine 
au moyen de laquelle nous avons essayé de réaliser le 
mouvement perpétuel d*un globe magnétique. » 

Kircher, à la suite de ce passage, indique un moyen 
d'utiliser le vent pour remplir pendant les temps sombres 
le réservoir STVX ; mais nous ne le suivrons pas sur ce 
terrain. Faisons seulement observer que, dans la machine 
précédente, Técoulement du liquide et le mouvement de la 
roue à augets sont loin d'être aussi bien réglés que dans 
rhorioge de Martini. Au surplus, Kircher a construit un 
autre appareil du même genre marchant avec une certaine 
régularité et qui doit faire encore partie du musée créé 
par le savant jésuite au collège romain. En voici la 
description : 

«i I^ coupole CAD est en verre : elle est soudée à un 
fond en cuivre CBD, de façon que Tair ne puisse passer 
par la jointure. Le vase est supporté par quatre colonnes 
fixées sur un autre vase IK, clos de toutes parts, mais qui 
pourrait être ouvert à sa partie supérieure. Du fond CBD 
descend , à travers une des colonnes jusqu'à la base du 



- 161 - 
rase IK, un tube qui se termine en haut par une soupape 
s'ouvrant du dehors en dedans. A ce même fond GBD 




Fig.27. 

B*adapte en B un autre petit tube figuré en LJlfil muni 
d'uoe soupape qui s ouvre du dedans au dehors. Ce petit 
tube porte du côté oii il adhère au vase un pas de vis au 
moyen duquel il peut être mis en place ou enlevé suivant 
le besoin. Enfin, vers le milieu de la machine s*élève ua 
réservoir H communiquant inférieurement par un conduit 
avec le vase IK. Sur ce réservoir s*ajustent une petite 
roue à augets FE, un timbre 6, ainsi qu*un marteau l\ 
qui, par une disposition ingénieuse, fait sonner le timbre 

11 



— 162 — 

quand la roue tourne : car le manche de ce marteau est 
un levier dont l'extrémité commandée par les dents de la 
roue, comme le montre la figure, s'abaisse quand cette 
roue tourne, ce qui &it que le marteau M lève, puis re- 
tombe par son poxàÊ en firftj^nl k tifii^MI« La figure M 
représente le ràii^hhoif H avec «on conduit 

« Voici comment toneticmnd l'ajq)ltir«)i àÈn de remplir 
(à peu près judqu^ moitié) k Vâdt €IAD| on enlève le 
tube B, puis oti le replat en le vissant dk manière à fer- 
mer en B toute iêsm 4 Tair. Cek Êut| «i lair extérieur 
vient à s'échanlfar eâ 4 liédîr^ oelut qui «tft confiné dans 
le vase CAD find à m dikter et es^teme il pression sur 
Teau qui ouvM k ioi|{»àpe S, pak| tnysmmt par là son 
issue, coule èÊM kl àugeli à» là rouô l^i. Les augets, en 
vertu de cetk fH^pMtttaUMm de poièê^ tendent à des- 
cendre et fonllidtinft^ k rouôi qui^ «on^tmint, puis lais- 
sant retomber k lfâliaâLll| lui Èiit prodiitfe un son. Pen- 
dant ce tempi| l^eftfi i^ wett des ^s^^rii lombe dans le 
réservoir H, dt ëè ià ésûem k ^«^tôe ÏK. p^r k conduit qui s'y 
rend. Mais au^silÀl qtïé l^air extérieur 8è refroidit par 
refiet de la nuit ou de quelque changement de temps, Tair 
confiné dans le vase CAD se contracte , la soupape N du 
tube NO s'ouvre, et l'eau du réservoir IK est aspirée par 
ce même tube. » 

Cette description est tirée de la Mécanique de Schott. 
Nous allons faire à cet ouvrage un autre emprunt qui ôe 
rattache à notre sujet, puisqu'il s'agit encore d'un appa- 
reil capable de fonctionner au soleil comme à la chaleur 
du feu. Pour dévoiler une supercherie des prêtres de l'an- 
denne Egypte, Héron décrit deux machines au moyen 
desquelles les portes d'un temple semblent s'ouvrir c^ 



- 163 — 

se fermer spontanément dès que le feu 8*allume ou s*éteint 
sur rautel. Nous ne reproduircms que lune de ces ma* 
chines, telle que Ta perfectionnée Kircher. 
« Sur une base creuse ÂBGI reposait un autel dans 




Fig. 28. 



ralignôment d^une porte à deux battants susceptibles de 
tourner comme sur des gonds autour de deux arbres en 



— 164 — 

fevab, cd. Ces arbres étaient di&simùlés dans la cavité 
ÂBCI de manière à ne pouvoir être aperçus de ceux pour 
qui la porte devait s ouvrir. Dans cette même cavité se 
trouvait un vase GK d où sortaient deux tubes , lun 6F 
pénétrant dans Tautel ËD situé immédiatement au-des- 
sus, Tautre KLM, recourbé en forme de siphon, et qui se 
rendait du fond du vase GK à la marmite XN. L'anse de 
cette marmite était fixée à deux cordes enroulées, la pre- 
mière sur un des arbres, et la seconde sur Tautre. Ces 
arbres étalent en outre entourés, à leur partie inférieure, 
de deux autres cordes passant sur une poulie Y et tendues 
par un contre-poids. Enfin , du fond de la marmite NX 
sortait un siphon tn, et sous cette marmite se trouvait un 
autre vase. Ainsi disposée, la machine était en état de 
fonctionner. Au moment du sacrifice, comme on allumait 
le feu sur lautel , Tair confiné dans cet autel se dilatait et 
passait dans le vase GK, préalablement rempli d'eau plus 
qu*à moitié par Torifice P, qu*on refermait ensuite avec 
soin pour empêcher lair de s*échapper par là. L*air dilaté 
exerçait donc sa pression sur Teau du vase IK, et la forçait 
à couler par le conduit KLM dans la marmite NX. Celle-ci, 
rendue plus lourde, descendait peu à peu : les cordés 
tirées par elle faisaient tourner les arbres ainsi que les 
battants dont ils étaient surmontés, et la porte s'ouvrait. 
Mais, la marmite une fois remplie d*eau, le liquide s'écou- 
lait par le siphon tn dans le vase placé au-dessous. Après 
quoi la marmite ainsi allégée remontait à son point de 
départ à mesure que le contre-poids suspendu aux cordes 
enroulées au pied des arbres redescendait en imprimant à 
ces arbres des mouvements de sens contraires , et la porte 
se refermait. De cette feçon le sacrifice semblait, au grand 



— 165 — 

étoanemeiit des spectateurs, s*accoinpIir grâce à l'inter- 
vention de quelque puissance mystérieuse. » 

Nous avond déjà dit quelle autre antique tradition fit 
résoudre à Kircher le problème des miroirs ardents. Mais 
s'il eut raison cette fois de s'élever contre l'autorité de 
Kepler et de Descartes, il fut moins bien inspiré par le 
respect des anciennes doctrines quand il essaya d'opposer 
des fictions, telles que l'horreur de la nature pour le vide, 
aux belles expériences de Toricelli et de Pascal sur ies 
effets de la pression atmosphérique. 



Milliet Dechales 

(1621-1678.) 

Milliet Dechales^ qui publia en 1674, sous le titre de 
Monde matMmatique^ une encyclopédie fort estimée des 
sciences de son temps, cite parmi les machines hydrau* 
liques la plupart des appareils que nous venons de men- 
tionner, mais se borne à les décrire sommairement. Dans 
une de ces descriptions nous trouvons néanmoins ie 
passage suivant qu'il importe de signaler: 

« Afin de rendre plus efficace l'action du soleil, on 
emploiera des matras de verre, tels que C, dont le col 
engagé dans une ouverture s'y adapte exactement. On 
placera ces matras en nombre aussi grand que possible 
sur la paroi du vase qui regarde le soleil levant : car le 
verre s'échauffe assez vite, ainsi que l'air qui s'y trouve 
confiné. Pour augmenter encore l'ardeur du soleil , on se 
servira de miroirs concaves ou même plans, disposés de 



— 166 — 
manière à en réfléchir les rayons sur les matras de yerre : 




Fig. 29. 



car c'est un moyen d'accroître Tintensité de la chaleur 
incidente. » 

Ainsi Dechales comprend déjà toute Timportance d'un 
miroir ou réflecteur dans la question qui nous occupe. 
Mais, ce qui ne doit pas moins fixer l'attention, c'est qu'il 
insiste sur la nécessité de recueillir les rayons du soleil au 
moyen d'une simple vitre. Bien qu'il se trompe sur la 
cause de l'influence exercée par le verre en cette circon- 
stance, sachons-lui gré d'avoir essayé de mettre à profit 
un fait d'observation qui devait être plus tard Tobjet de 
savantes recherches, et dont paraît dépendre l'avenir des 
applications de la chaleur solaire. 



Bélidor 

1697-1761. 



Bernard Foret de Bélidor, célèbre ingénieur français, 
dort les ouvrages font encore autorité de nos jours, se 
coi lente de reproduire sous une autre forme, dans son 



— 167 - 

Jirchitecture hydraulique ^ la fontaine continuelle de 
Salomon de Caus. Nous allons toutefois transcrire la 
description qu'il en donne, parce que la théorie de Tap* 
pwreil s'y trouve exposée avec une grande clarté et oonfor« 
mément aux principes de la physique moderne. 

« Je crois qu on ne sera pas fâché de trouver ici la 
description d'une pompe naturelle qui peut élever Teau 
à une hauteur médiocre par le moyen du chaud et du 
froid. 

« Elle est composée d'un vaisseau sphérique NABC, qu'il 




Fig. 3o. 



convient de faire de cuivre, et lui donner le plu3 grand 
diamètre qu'il est possible; à ce vaisseau sont adaptés 



— 168 — 
le fais deux tuyaux, le premier NK, qui est ^ertkai 
etqui trempe dans Teau qu*OD v«it âerw, doit avoir à 
son extiéaiilé K une soupape. 

« Le second tuyau EFC, qui va en montant aboutir par 
son extrémité 6 au réservoir H où Von veut que Feau 
aille se rendrOi doit avoir aussi une soupape en F disposée 
de fiiçon qu'étant fermée, Teau qui est une fois montée 
dans le tuyau ne puisse plus descendre, et fiiire attention 
que Fautre extrémité G de ce tuyau doit être |4us élevée 
que le sommet de la sphère. 

« Pour fiûre agir cette machine, il &ut qu'elle soit expo- 
sée de fiiçon que le soleil puisse donner dessus pendant 
toute la journée; on commence par verser de Feau dans 
la sphère jusqu'aux deux tiers BNC que Fon introduit par 
un orifice A, qu'il faut ensuite fermer, afin que l'air qui 
occupera le reste BAC de la capacité de la sphère ne 
puisse sortir. 

« Pour juger de Feflet de cette pompe, conûdérez que 
Fatr renfermé dans la partie BAC venant à être édiauffiS 
par les rayons du soleil, tendra à se dilater et pressera 
la surface de Feau, laquelle ouvrira la soupape qui est 
en F, poussera celle qui est dans le tuyau F6, la 'fera 
passer dans le réservoir H et suivra le même chemin pour 
y couler elle-même, tant que la chaleur du soleil d(mnma 
assez de ressort à Fair renfermé pour presser la surface BC 
autant qu'il est nécessaire. Quand la chaleur sera passée, 
la fndcheur de la nuit succédant^ les molécules de Fair 
intérieur se resserreront, n'auront pas tant de ressort que 
pendant le jour, et même beaucoup moins que Fair exté- 
rieur, parce que celui qui est renfermé , occupant un plus 
grand volume qu'au commencement que Fair a agi, sera 



— 169 — 

dilaté dans 1 espace vide qu*a laissé l*eau qui est montée le 
jour. Car^ la sph^e ayant été remplie aux deux tiers 
d*eauy s'il en est monté la moitié, par exemple, lair qui 
n'occupait qu'un tiers de la sphère, en occupera les deux 
tiers, et sera dilaté du double de l'air extérieur; ainsi, ce 
dernier ayant l'avantage, pressera la surface MI de l'eau 
de la fontaine ou du puits où trempe le tuyau NK^ et la 
fera monter dans le même tuyau pour passer dans la 
sphère jusqu'à la hauteur où son poids joint à la force du 
ressort de l'air intérieur sera en équilibre avec celui du 
dehors, et l'un et l'autre demeureront dans cet état jus- 
qu'au temps où le soleil échauffera de nouveau l'air inté- 
rieur pour faire monter l'eau comme auparavant. Ainsi, la 
fraîcheur fera monter l'eau, pendant la puit, de la fontaine 
dans la sphère, et pendant le jour, la chaleur la fera mon- 
ter de la sphère dans le réservoir. Au reste, cette pompe 
ne peut guère réussir comme il faut, que dans les pays où 
les jours sont fort chauds et les nuits très- froides. » 

Nous ne voyons pas qu'après Bélidor on se soit occupé 
d'essais relatifs à l'action de la chaleur solaire sur l'air 
confiné, si ce n'est dans ces dernières années. Toutefois les 
expériences de de Saussure et les promesses de Durcarla 
ne laissèrent pas que de faire naître l'idée de substituer 
les rayons du soleil au combustible, même pour le chauf- 
fage des machines à vapeur. Nous en trouvons la preuve 
à la fin du Traité du feu complet. L'auteur y cite quelques 
fragments de mémoires que lui avait adressés, à ce propos, 
l'ingénieur de la Cliché. Si ces mémoires ne se sont pas 
retrouvés dans les papiers de Ducarla, mort en 1816, à 
Viileneuve-du-Tam, il suffira pour en fiiire regretter la 
perte, de reproduire les passages suivants : 



— 170 — 

« M. de la Cliché, chevalier de Saint-Louis, brigadier 
des années du roi, chef de brigade au corps royal du 
génie, d*après les détails qu'un ami lui fit de mon appareil 
solaire, ma fait Thonneur de m'écrire plusieurs lettres 
accompagnées d'excellents mémoires sur son projet d'ap- 
pliquer cet appareil à I entretien des canaux oaTigaUes* 
Mon dessein était de joindre ces pièces à cet essai, pour 
que le public en jouit au plus vite ; mais certaines ciroon* 
stances nouvelles, et le désir de mieux concilier mes vues 
avec celles de cet habile officier, me font renvoyer cette 
publication au prochain mois de novembre; je sup- 
pose même, et j espère que M. de la Cliché persistera 
dans le dessein qu'il a bien voulu me montrer dans ses 
lettres. 

oc En attendant, l'on pourra voir avec plaisir quelques 
articles des pièces que M. de la CUche a bien voulu 
m'adresser. 

« Je vois avec une véritable satisfaction que les canaux 
ce de commerce et d'arrosage sont un des objets qui vous 
a occupent le plus depuis trente ans : comme je suis dans 
« le même cas, je serais infiniment flatté de corres- 
« pondre et de me lier avec vous sur cet objet inté- 
« ressaut. 

<c Je sens, monsieur, toute l'importance des vues gêné- 
« raies que vous avez publiées sur la charpente extérieure 
a du globe, et des moyens que vous avez communiqués .à 
« plusieurs personnes de Paris et de Genève pour l'exca- 
a vation des canaux et des rivières. Je me suis égal^nent 
« occupé de ce dernier objet, que j*ai amplement discuté 
« dans les mémoires que j'ai adressés au gouvernement. 
« Lors du voyage que je me propose de (aire à Paris 



~ 171 — 

« avant l'hiver, je serai très-empresôé de vous faire con- 
<x naître mes moyens à cet égard : c est ce qu'en dit 
«t M. de la Lande, dans ses Canaux de ruwigation^ à 
«r Toccasion de celle de la Seine, chap. II, n* 394, qui 
(( m'en a fait naître l'idée : j'en ai en outre quelques 
« autres sur le transport des terres, que je serais enchanté 
« de pouvoir mettre en pratique dans le projet dont je 
« m'occupe. 

(c J'ai l'honneur de vous en iadresser ci-joint un précis : 
« vous y verrez, monsieur, tout le cas que je fais de votre 
« intéressant appareil solaire, d'après ce que M. Donadei 
<K in'en a dit, et ce que j'en ai appris dans les journaux. 
« Vous verrez l'application que j'en voudrais faire aux 
«moulins établis sur des rivières susceptibles parelles- 

« mêmes de navigation C'est une circonstance très- 

« intéressante dans votre appareil solaire, de ce que les 
« verres n'éprouveraient aucun effort de la vapeur qu'il 

faut, à présent, tâcher de contenir malgré les mouve- 



« 



(( ments à donner au récipient. 

« Belfort, le 2 juillet 1784. » 

« Je crois, monsieur, que l'annonce que vous voulez 
« bien feire de mes vues, à la fin de votre mémoire sur le 
(( Feu complet, serait un peu vague, et induirait même 
(C en erreur, puisque vous y supposez que l'application 
« que je voudrais Ëdre de votre appardl solaire n'a pour 
(C objet que l'entretien des canaux navigables. Si cela est 
« poi^ble, j'aimerais mieux (par les raisons que mes 
« mémoires ci-joints vous feront aisément sentir) que 
« vous eussiez la bonté d'annoncer que mon projet est 



— 172 — 
« d*appliqu6r cet appareil aux moulins el usines établis 
« sur des rivière;^ sujettes à de grandes craes, afin de 
« pouvoir en supprimer les digues ou barrages, qui, en les 
ce Iraversaut, y occasionnent des dépôts considérables, 
« exposent, en conséquence, les villes et les héritages 
« riverains aux funestes effets de leurs débordements, et 
c( en interceptent la vavigation 

« Description d*un moulin mu par une machine à feu 
« simplifiée. Première partie. Détails pour économiser le 
« combustible, par le moyen de la chaleur concentrée du 
« soleil suivant les procédés de M. Ducarla. 

« La machine à feu dont il s'agit ici doit mettre en 
« mouvement deux pompes aspirantes et refoulantes 
<i accouplées, de trente pouces de diamètre chacune, pour 
« élever sans interruption un cylindre d'eau de pareille 
<( grosseur à dix-huit pieds de hauteur..... avec une 
« vitesse de près de vingt pouces par seconde ; et ce, au 
(( moyen d'une dépense en vapeur d'environ quatre cent 
(c soixante-onze pieds par minute. — Mémoire joint à la 
« lettre du 2 juillet. » 

Enfin au commencement même de ce siècle, un des plus 
grands ingénieurs des Etats-Unis, Oliver Evans, se préoc- 
cupait également des applications mécaniques de la cha- 
leur solaire. Nous en trouvons la preuve dans le Bulletin 
de la Société <t encouragement pour 18i1. 

On y lit, en effet, ce passage d'un rapport sur les tra- 
vaux de M. de Valcourt qui avait longtemps vécu dans 
l'intimité d'Oliver Evans : 

<x II rapporte que le célèbre mécanicien lui dit un jour 
que, dans les colonies oîi le soleil est toujours très-ardent, 
il ne serait pas impossible de chauffer les chaudières des 



— 173 — 

machines à vapeur avec des miroirs en grand nombre, 
montés sur un même châssis, et dirigés sur un même 
point ; idée singulière qui rappelle en même tranps les 
miroirs d*Archimède et de BufFon, et plusieurs appareils 
qu'on trouve décrits dans les anciens recueils de machines, 
et qui avaient pour objet d'élever l'eau par l'intermède de 
l'air échauffé par les rayons du soleil. » 



CHAPITRE VIII 



SoxMAiii, — Examen de li fontaine continuelle de Salomon de Cane; défiiuts 
qu'elle présente ; moyens d'y remédier.— Pompe solaire de M. Deliancourt. 
— Nouvelle pompe solaire. — Machine de Cagniard-Latour; on peut la 
transformer en un moteur solaire. — Emploi direct des rayons du soleil pour 
le chauffage des machines à vapeur; expériences tentées à ce sujet. — De la 
meilleure disposition à donner aux générateurs solaires. — Machines à air 
chaud; celle de M. Laubereau paraît devoir fonctionner au soleil dansd'excel- 
lentes conditions. — Machine à ammoniaque de M. Frot; avenir probable de 
cette invention. — Essais récents d'Ericsson. 



Si les détails kisloriques dans lesquels nous venons 
d entrer prouvent que les physiciens se sont préoccupés 
longtemps des moyens de faire travailler la chaleur solaire, 
il est juste de reconnaître que la plupart de leurs décou- 
vertes en ce genre consistaient en machines plus ingé- 
nieuses que susceptibles d'être utilisées. Toutefois la 
fontaine continuelle fait exi^tiôn sous ce rapport. Car, 
ce n'est pas seulement une machine curieuse, destinée à 
lembellissement des jardins ; c'est une pompe solaire qui, 
moyennant quelques améliorations peut servir à résoudre 
économiquement le problème de l'élévation des eaux dans 
les contrées méridionales. A ce titre, elle mérite un 
examen sérieux, et l'on s'étonne d'autant plus de la voir 
à peu près oubliée de nos jours, que c'était une invention 
remarquable pour le temps où elle a pris naissance. Il 
suffit, en effet, de la comparer à l'essai de Porta ou même 
à l'ingénieuse machine de Héron, pour qu'elle nous appa- 
raisse sous son véritable jour, c'est-à-dire comme la réali- 
sation d'un progrès important. Quant aux appareils de 
Fludd, de Martini, de Kircher et de Bélidor, ils n'en sont, 



- 175- 

àpart quelques détaib intéressants, que des copies ou des 
iqfyplicatîons puérileS| plus propres à discréditer i*idée de 
Salomon de Caus qu'à en montrer le côté pratique. La 
fontaine continuelle remportait également sur cette autre 
madiine du Traité des raisons des forces moiwantes que 
Fauteur dcmne comme un moyen d'élever Teau à laide du 
(eu« Hais, celle-ci devait servir de point de départ à une 
série de découvertes aussi brillantes que rapides, puis- 
qu'elle était comme le germe des applications de la va- 
peur, tandis que Tautre allait être abandonnée peu à peu. 
Quoi de plus rationnel cependant que le projet de faire 
monter les eaux à Taide de Tarent même qui les élève 
dans la nature : et quoi de plus simple que l'appareil 
construit par Salomon de Caus pour atteindre ce but à 
peu de frais? Il faut donc le reconnaître, Tarrèt qui a fidt 
reléguer dans loubli la fontaine continuelle aurait eu 
pour effets s'il était irrévocable, de ruiner à leur naissance 
des prévisions fondées et des chances de succès aussi 
légitimes que séduisantes. Mais, on ne saurait trop le 
répéter, il est pètmis, grâce aux progrès actuels de la 
science, d'en appeler d'un pareil jugement et d'ouvrir à 
l'heureuse idée de Salomon de Caus le domaine de l'in- 
dustrie. 

Si, comme chacun sait, le modeste ingénieur français, 
dont les ouvrages et le nom même furent tirés de l'oubli 
à propos des origines de la machine à vapeur, n'a que des 
droits fort contestables à cette grande découverte, il en est 
autrement dans la question qui nous occupe. N'eût-il fait 
que s'inspirer en la complétant de la machine de Héron, 
Salomon de Caus n'en aurait pas moins tellement contri- 
bué pour sa part à la création de la pompe solaire auU)- 



~ 176 — 

motrice qu'on peut le regarder comme le véntable mvea- 
teur de cet appareil. Ses titres de priorité sont d'ailleurs 
eonsigués dans ce passage où, en parlant de la chaleur du 
soleil, il dit : «c Et quant au feu élémentaire, il y a aucunes 
machines en ce livre, lesquelles ont mouvement par le 
moyen d'icelui, comme l'élévation des eaux dormantes et 
autres madbines suivantes icelles non démontrés par ci^ 
devant. » A la vérité, ce document pourrait étfe plus 
explicite ; mais, nous le croyons suffisant, puisquen pareille 
matière, Kircher n'invoque pas d'autre autorité que cdie 
de Salomon de Caus* 

Pour peu qu'on cherche actuellement les causes qui ont 
pu faire abandonner la fontaine continuelle, on les trouve 
d'une part dans le faible rendement de l'appareil, d'autre 
part dans l'opinion généralement reçue, que la chaleur 
solaire n'est pas une source de travail naturel assez riche 
pour être immédiatement exploitée par l'industrie. Mais, 
en admettant que cette opinion soit fondée et qu'on ait 
employé pour recueillir les rayons du soleil. Iles récepteurs 
les plus convenables, il resterait à établir que la fontaine 
continuelle, échappant au sort commun des inventions à 
leur début, est sortie parfaite des mains de son inventeur. 
Or, il suffit d'un examen rapide, en se plaçant au point 
de vue des données actuelles de la physique, pour arriver 
à une conclusion tout opposée. Comme il n'est peut-être 
pas inutile d'entrer dans quelques détails à cet égeird, 
nous allons énumérer les défiiuts de l'appareil et les 
moyens d'y remédier^ indépendamment des améliora- 
tions à apporter aux récepteurs solaires. Au surplus, 
nous y sommes naturellement amené par notre 8ujet> 
puisque les essais dont il nous reste à parler ne sont qiie 



— 177 ~ 

des perfectionnements de 1 œuvre de Salomon de Caiis. 
Les vaisseaux de la fontaine continuelle sont en cuivre, 
métal bon conducteur et capable, par conséquent, de 
transmettre vite à Tair confiné la chaleur qu'il recueille. Si 
cet air était seul en contact avec le métal il ne céderait^ 
comme on Ta dit ailleurs, qu'un peu de sa chaleur à Teau 
et le reste de cette chaleur se convertirait immédiatement 
en travail. Mais cest au contraire le liquide qui, dans 
cette circonstance, absorbe la majeure partie des rayons 
solaires, et nuit de la sorte au rendement de Tappareil. 
On augmenterait donc ce rendement d'une manière no- 
table en formant le corps des vaisseaux de quelque matière 
peu conductrice, et la plate-forme supérieure, qui est plus 
directement exposée au soleil, d une autre matière ca* 
pable de transmettre aussi vite que possible la chaleur 
incidente à Fair confiné. Or, il est Êicile de satisfaire à 
cette double condition, même en n'employant que des 
métaux usuels. En effet, les pouvoirs conducteurs de ces 
métaux, quand on représente celui de l'argent par 1^000, 
sont, d'après MM. Wiedemann et Franz : 

Cuivre 736. 

Laiton 236. 

Zinc 193. 

Étain , 145. 

Fer . . 119. 

Plomb. 85- 

On pourrait donc construire les vaisseaux dont il s*agit 
en ajoutant, par exemple, un couvercle de cuivre à un 
corps de pompe en tôle galvanisée. De plus, il serait bon 

12 



- 178- 

de noircir la plate-forme en cuivre, afin d'en accroître le 
pouvoir absorbant. 

Linsuffisance de la dbaleur, transmise à Tair confiné 
dans les vaisseaux, est une seconde cause du peu de ren- 
dement de la fontaine continuelle. On a vu Salomon de 
Gaus essayer d améliorer son invention sous ce rapport, 
mais les moyens qu'il propose à cet effet seraient plus dis- 
pendieux qu'utiles. L'un présenterait, comme il le recon- 
naît lui-même, de grandes difficultés d exécution ; et l'au- 
tre, à moins de dépenses considérables, ne rendrait pas 
les services qu'il en attend. On sait, en effet, qu'une len- 
tille ne transmet jamais toute la chaleur qu'elle reçoit 
directement ; en sorte que si on l'interpose entre le soleil 
et une surface donnée pour y accroître Tinlensité de la 
chaleur incidente, elle doit ou excéder cette surface en 
étendue, ou agir concurremment avec d'autres lentilles qui 
l'aident à rem[^ir cette dernière condition. D'où il suit que, 
pour produire l'effet désiré, le châssis proposé par Salo- 
mon de Gaus serait plus coûteux à construire qu'on ne le 
croirait au premier abord. Il est d'ailleurs un moyen fort 
simple d'accroître l'intensité de la chaleur incidente sur la 
plate-forme des vaisseaux : c'est, tout en la laissant à l'in- 
solation directe, d'y projeter à l'aide d'mi réflecteur de 
forme convenable tel surcroit de chaleur qu'on voudra. 
Encore cette disposition pourrait-elle entraîner dans 
' d'assez grandes dépenses, s'il n'était possible de restreindre 
les dimensions du réflecteur en préservant du refroidisse- 
ment la surface de chauffe au moyen d'une simple vitre. 
Il est donc permis de conclure de tout ce qui précède 
qu'une des meilleures dispositions à adopter pour la fon- 
taine continuelle consisterait à en former les vaisseaux de 



— 179 ~ 

deux parties, l*uné contenant Teau et lui transmettant fort 
peu de chaleur ; Tautre munie d un châssis vitré et d'un 
iféflecteur concourant à échauffer très-^ite lair confinée 

De toutes les imperfections de la fontaine oontînuellei 
la plus grande est la trop longue durée des périodes de 
son mouvement, puisque cette durée est d'un jour et une 
nuit. Il est vrai que pendant une même journée le soleil, 
en brillant et se cachant tour à tour parmi les nuages^ 
peut occasionner à la machine de fréquentes altemations 
de chaleur et de froid, et lui imprimer par suite à diverses 
reprises l'équivalent du coup de piston dans lés pompes 
ordinaires. Mais de pareilles éventualités ne sauraient 
entrer en ligne de compte, et la fontaine continuelle, i 
moins d offrir de vastes dimensions, rendrait en définitive 
peu de services, s'il n'étut possible de la transformer en 
un appareil automoteur assez actif. Deux moyens d'aUein- 
dre ce but s^offirent tout d'abord à l'examen. La machine 
doit-elle expulser l'air diaud qui vient d'agir, ou &ut-il 
qu'elle refroidisse brusquement l'air confiné dès qu'il 
atteint sa limite d'expansion ? Ainsi que nous l'avons dit 
ailleurs, nous avons cru reconnaître qu'il est beaucoup 
plus fiicile de réaliser le second effet que le premier. Aussi, 
les essais, comme on va le voir, ont-ils moins porté sur 
celui-ci que sur l'autre. 

A en juger par la lettre suivante que nous empruntons 
kUScieneepaur Tous^ du 16 février 1866, M. Ddian- 
court, commandant de place à Sàïda (Algérie), paraît avoir 
tenté, le premier, la résolution de ce problème : 

« Monsieur le directeur, 
« J'ai l'honneur de vous faire connaître qu'en 1860, 



— 180 - 

j*ai inventé une pompe solaire fonctionnant aussi par 
l'effet des rayons du soleil sur Tair confiné. J'ai remis ce 
travail, le 12 mai 1860, à S. Exe. M. le maréchal Vail- 
lant, et j'ai sa réponse datée du 13 à Milan. 

« Maintenant voici l'explication de ma pompe solaire, 
dont le dessin est ci-contre. 

« L'appareil est hermétiquement fermé et ne communi- 
que à l'extérieur que par les tubes G et D. Ces tubes sont 
garnis de soupapes qui agissent en sens inverse ; c'est-à- 
dire que, quand la pression est intérieure, la soupape F 
s'ouvre et la soupape 6 se ferme, et que quand la pression 
est extérieure, c'est la soupape 6 qui s'ouvre et la soupape 
F qui se ferme. 




Fig. 3i, 



« L*appareil contient de Teau jusqu'à la ligne B ; le reste 
est de l'air atmosphérique. 

« La surface A est en métal mince et noirci ; cette plaque 
de métal est soutenue par des colonnes soudées intérieu- 



- 181 - 

rement pour pouvoir résister à la pression atmosphérique 
lorsque le vide se £siit, et au soulèvement lorsque Tair 
intérieur est dilaté par Faction de la chaleur. 

« La sur&ce A étant échauffée par les rayons solaires, 
Tair se dilate et presse sur Teau qui sort par le tube G. 

« La surface A étant mise ensuite à labri du soleil par un 
moyen quelconque, Tair qui s'était dilaté se condense, Teau 
sortie par le tube G forme un vide qui est aussitôt rempli 
par Teau du réservoir K. 

a L'appareil peut marcher seul de plusieurs manières ; 
en voici une : 

« Mettre l'appareil dans le plateau d une balance, dont 
l'autre plateau contient un poids équivalent. 

« Quand une certaine quantité d'eau est sortie de l'appa- 
reil, le plateau qui le contient devenant plus léger, se sou- 
lève et fait jouer un ressort qui fait placer un écrou léger 
en étoffe au-dessus de la surface A. 

a Le refroidissement s'opère comme il est expliqué plus 
haut ; l'eau écoutée par le tube G est remplacée par celle 
venant du réservoir ; le plateau de l'appareil reprend son 
équilibre, l'écran se replie et la surface A est de nouveau 
soumise à l'action du soleil ; et ainsi de suite tant qu'il y a 
du soleil. 

<c L'espace qui contient l'air atmosphérique peut être 
modifié; il peut être éloigné, être placé plus bas ou plus 
haut, pourvu qu'il communique à l'eau par un tube arri- 
vant au-dessous de l'eau. 

(c II en résulte qu'on peut combiner et multiplier les 
moyens de Êdre marcher l'appareil seul, de même .que 
l'endroit d'où sort l'eau peut être placé à l'ombre, pourvu 
que la boite à air soit exposée au soleil. 



— 192 — 

» HainteaaatTieotle oMépratiqne. D imt, pourque eel 
appareil puisBe letiibedeaaemoesàragriciiltiiieyaiirloiil 
ea Algérie, que quelqu'un trouTe le moyen lie le prodniie 
àbonmardié. 

« Cert à 1 Industrie et au oommerœ i réBoudre cette 
question. 

« En 1FOU9 écrivantcette lettre, Monsiear le Directeur, 
mon but est moins pour rédamer la priorité de mon idée 
que pour la Êûre comiaitre et exdter 1 Industrie à s'en 



La pompe solaire de M» Dcfianoourt n'est pas, comme 
on voit, un appareil entièr^neat nouveau. C'est la fontaine 
continoeHe de Salomon de Caus raccourcissant elle-même 
Im périodes de son mooirement et par suite notablraaent 
Mfiéliorée. La surface de chauffe ou d'insolation de la ma- 
chine est relativement fort grande : de plus elle est noir- 
cie ; ce sont encore deux progrès à noter. Mais, la disposi- 
tion qui consiste à former cette surbce d'un métal mince, 
sauf à la consolider par des supports intérieurs nous semUe 
moiasheureuse. Sans nul doute le butque s'estproposéd at- 
teindre parla M. Deliancourt est de transmettre rapidement 
la chaleur incidente à Tair confiné, ettel serait aussi Teffiet 
de la disposition qu*tl adopte. Malheureusement cette dis- 
position ne saurait guère se condUer avec la résistance que 
doivent offrir les parois de la pompe. Admettons, en effet, 
que la longueur du tuyau d'élévation soit d'un mètre : 
ce qui répond à une diflérence d'un dixième d'atmosphère 
entre la pression de lair confiné et celle de l'air extérieur ; 
il en résulte que la surface de chauffe doit être capaUe de 
résister à un effort intérieur de mille kilogrammes par 



- 183 - 

mètre carré. En vouiant la former d*un métal minoe, oa 
s*imposerait donc une condition difficile à remplir. Mais, 
d après ce qu on a vu plus haut, cette condition n est pas 
indispensable, et, pour atteindre le but en question, il 
suffit que la surface de chauffe soit une feuille de cuivre 
suffisamment épaisse. 

II est un point de la lettre de M. Deliancourt où Ton eût 
désiré plus de détails. Je veux parler de la partie vraiment 
neuve de son projet, c'est-à-dire des moyens de refroidir 
Tair confiné lorsqu'il atteint sa limite d'expansion. Parmi 
ceux qui seraient propres à remplir cet objet, M. Delian- 
court n'en fait connaître qu'un seul, fort simple, il est vrai, 
mais qui semble défectueux parce qu'on peut douter de 
l'efficacité d'un écran d'étoffe pour amener dans l'appareil 
un refroidissement convenable. D'après mes expériences 
ce refroidissement doit être aussi rapide qu'énergique, et 
je n'ai rien trouvé de mieux pour l'obtenir que de faire sé- 
journer un instant sur la surface de chauffe l'eau qui sort 
du tuyau d'élévation. J'ignorais d'ailleurs les essais de 
M. Deliancourt aussi bien que les tentatives antérieures dont 
j'ai tâché de retracer l'histoire, quand, vers la fin de 1860, 
l'idée me vint d'utiliser directement le travail de la chaleur 
solaire. Un de mes premiers projets fut celui d'une pompe 
fonctionnant d'elle-même au soleil. Parmi les dispositions 
qui m'ont paru le moins défectueuses, en voici une dont je 
ne représente que la coupe : 

Le corps de pompe est formé d'un entonnoir ou d'un 
tronc de cône renversé ABCD, terminé par un long cylin- 
dre de même diamètre que son ouverture inférieure CD, 
laquelle est beaucoup plus étroite que l'ouverture su- 
périeure AB. Ce corps de pompe est contruit en fonte ou 



— 184 — 

en tôle très-forte, à l'exception du fond supérieur ab, qui 
est en cuivre. La plate-forme ab est la surface de chauffe 
ou d'insolation de la machine : elle est noircie pour mieux 
absorber la chaleur ; et, de plus, elle est soudée aux pa- 



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Fig. 32. 

rois du corps de pompe, un peu au-dessus du bord AB, de 
manière à former une sorte de cuvette où l'eau élevée par 
l'appareil puisse séjourner quelque temps avant de se ren* 
dre à sa destination par l'ajutage c. Le fond EF du corps 
de pompe est percé de deux ouvertures fermées par des 
soupapes d et e, s'ouvrant de bas en haut l'une et l'autre. 
La soupape e est à Tentrée d'un tube se rendant au réser- 
voir K dont le fond est situé un peu au-dessus du bord AB 
du corps de pompe. Enfin, un siphon S s'amorce de lui- 
même quand le réservoir K est plein d'eau, et déverse le 



— 185 — 

liquide sur la plate-forme ab. Telle est la machinedans son 
ensemble ; voici comment elle fonctionne : 

L'appareil étant plongé dans Teau jusqu'au niveau CD, 
le liquide remplit la partie cylindrique du corps de pompe, 
en admettant que l'air confiné dans le tronc de cône soit à 
la même température et à la même pression que l'air 
extérieur. Mais aussitôt que le soleil darde ses rayons sur 
la plate-forme ab, celle-ci s'échauffe assez vite, et, comme 
le cuivre est bon conducteur, la chaleur se transmet 
instantanément à l'air confiné qui, pressant avec énergie 
sur Teau, la force à soulever la soupape e et à passer 
dans le réservoir K. Si l'on a eu soin de donner à ce 
réservoir des dimensions telles que le débit puisse le rem- 
plir entièrement, lair confiné n'atteint pas plus tôt sa 
limite d'expansion C, que le siphon S s'amorce de lui- 
même et couvre d'eau la plate-forme ab. Le liquide sé- 
journe, d'ailleurs, sur cette plate-forme le temps de la 
refroidir, pourvu que l'orifice de l'ajutage c soit beau- 
coup moindre que celui du siphon. L'air confiné, perdant 
ainsi de sa chaleur, tend à reprendre son volume pri- 
mitif, et la pression atmosphérique, pour le ramener à 
son état normal, force l'eau du puisard à soulever la 
soupape d de manière que le liquide remonte dans le 
corps de pompe jusqu'au niveau CD. Pendant ce temps 
le débit s'écoule par l'ajutage c, en laissant la plate-forme 
à sec ; puis les mêmes alternatives recommencent tant que 
dure l'insolation. 

On voit, sans peine, que si la partie cylindrique du 
corps de pompe est d'un aussi petit diamètre, c'est afin de 
rendre la dépression CC du liquide suffisante pour per- 
mettre à l'eau du puisard de soulever la soupape d. Peut- 



- 186 - 

être sera*t-on même obligé d'alléger cette soupape autant 
que possible au moyen d'un flotteur. Enfin , pour que 
l'eau du réservoir K reste froide, il sera bon de mettre ce 
réservoir en terre, et le corps de pompe lui-même pourra 
n'offrir à l'air libre que la plate-forme ab. 

La pompe que l'on vient de décrire n'est propre à éle- 
ver l'eau qu'à de faibles hauteurs, telles que 1 mètre ou 
1"50; mais peut-être serait-elle déjà susceptible de rendre 
quelques services à l'agriculture. Il serait, d'ailleurs, &cile 
d'en accroître la puissance en recouvrant la plate-forme ab 
d'une lame de verre, et en l'échauffant à l'aide d'un réflec- 
teur. On pourrait aussi placer un piston dans la partie 
cylindrique du corps de pompe, et substituer à l'air con- 
finé quelque liquide très-volatil qui se vaporiserait sous 
l'action des rayons solaires pour se condenser ensuite 
quand l'eau recouvrirait la plate-forme. Enfin, si l'on vou- 
lait se servir d'appareils de ce genre pour faire monter 
l'eau à une grande hauteur, il suffirait de les disposer en 
gradins sur les flancs d'un coteau voisin diu puisard et 
convenablement exposé au soleil. L'eau élevée par le pre- 
mier de ces appareils serait puisée par le second , et 
ainsi de suite. Mais c'est assez insister sur une question 
dont on appréciera l'utilité, et que mon unique but était 
de signaler à l'attention publique en suivant l'exemple 
de M. Delianeourt. 

B est un autre moyen de faire travailler l'air porté à 
une température modérée ; il a été indiqué par Cagniàrd- 
Latour, et semble convenir aux applications de la chaleur 
solaire. Voici l'extrait du Rapport fait à l'Institut par 
de Prony, Charles, Montgolfier et Camot, sur le moteur 
imaginé par ce grand physiden : 



— 187 — 

<c On sait que tout corps plongé dans un fluide perd une 
partie de son poids égale à celle du fluide qu*il déplace ; 
c^est sur ce principe qu'est établie la nouvelle machine 
proposée par M. Cagniard. 

(c Le moteur, dans cette machine, n'est point la vapear 
de Teau bouillante, comme dans les machines à feu ordi- 
naires, mais un volume d air qui, porté froid au fond d'une 
cuve remplie d'eau chaude, s'y dilate, et qui, par l'effet 
qu'il fait alors pour se reporter à sa surface, agit à la 
manière des poids, mais de bas en haut, conformément 
au principe énoncé ci-dessus. 

« Ce moteur une fois trouvé, on peut l'employer de bien 
des manières différentes ; voici celle de M. Cagniard. 

c( Sa macliine est, à proprement parler, composée de 
deux autres, qui ont des fonctions tout à fait distinctes. 
La première est destinée à amener au fond delà cuve d'eau 
chaude^ le volume d'air froid dont il a besoin. La seconde 
a pour objet d'appliquer à l'effet qu'on veut produire, 
l'effort que cet air, une fois dilaté par la chaleur, &it pour 
se reporter à la surface supérieure du fluide. 

« Pour remplir le premier objet, qui est d'amener l'air 
au fond de la cuve, M. Cagniard emploie une vis d'Archi- 
mède. Si une pareille vis fait monter un fluide en la faisant 
tourner dans tel ou tel sens^ il est évident qu'elle devra 
le faire descendre si on la tourne en sens contraire; si 
donc elle est plongée dans l'eau de manière que la seule 
partie supérieure de son filet spiral reste dans Tair, elle 
devra, lorsqu'on la tournera en sens contraire, faire des- 
cendre au fond de cette masse d'eau l'air qu'elle saisit à 
sa partie supérieure à chaque tour de sa rotation. C'est ce 
qui a lieu, en effet, dans la machine de M, Cagniard. L'air 



— 188 — • 
dont il a besoin est d'abord porté au fond du réeerroir 
d'eau froide, où est plongée la vis ; de là il est conduit par 
un tuyau au fond de la cuve d'eau chaude. La chaleur dé 
cette eau le dilate aussitôt, et crée ainsi la nouvelle force 
qui doit servir de moteur : ainsi se trouve rempli le pre- 
mier objet du mécanisme proposé. 

« I^ second objet est d'appliquer ce nouveau moteur à 
l'effet qu'on veut produire; pour cela, l'auteur emploie 
une roue à augets, entièrement plongée dans la cuve d'eau 
chaude. L'air^ dilaté et rassemblé au fond de cette cuve, 
trouve une issue qui lui est ménagée pour le diriger sous 
ceux des augets dont l'ouverture est tournée en bas. Alors 
sa force ascensionnelle chasse l'eau de ces augets, et le 
côté de la roue où ils se trouvent, devenant plus léger que 
l'autre côté où les augets restent pleins, la roue tourne 
continuellement comme les roues à pots ordinaires. 

ce Cette roue, une fois en mouvement, peut transmettre 
à d'autres mobiles quelconques, soit par engrenages, soit 
par d'autres moyens, l'action du moteur. Dans la machine 
exécutée par M. Cagniard, l'effet produit consiste à élever, 
au moyen d'une corde attachée à l'axe de la roue, un poids 
de quinze livres, avec la vitesse uniforme verticale d'un 
pouce par seconde^ tandis que la force mouvante appli- 
quée à la vis est seulement de trois livres, avec la même 
vitesse. L'effet de la chaleur est donc de quintupler l'effet 
naturel de la force mouvante. 

« On conçoit que l'effet de la force mouvante étant 
quintuplé, on peut prélever sur cet effet môme de quoi 
suppléer à cette force mouvante, et qu'il restera encore 
une force disponible quadruple de cette même force mou- 
vante. C'est ce qui a lieu, en effet, dans la machine de 



- t89- 

H. Gagniard. H établit par un joint brisé la oommuBicatîon 
entre Taxe de la roue et celui de la vis. Celle-ci tourne alors 
comme si elle était mue par un agent extérieur, et con- 
somme par ce mouvement un cinquième de l'action du 
moteur. Le reste sert à élever un poids de douze livres, 
avec la vitesse constante d'un pouce par seconde ; c'est-à- 
dire que la machine se remonte continuellement d'elle- 
même et que de plus il reste une force disponible quadru- 
ple de celle que devrait employer un [agent extérieur qui 
auraità entretenir par lui-même le mouvement de cette 
machine. 

« U résulte de cet exposé que, dans la machine de 
M. Gagniard, la chaleur quintuple au moins le volume de 
l'air qui lui est confié, puisqu'il est évident que l'effet pro- 
duit doit être proportionnel au volume de cet air dilaté, au 
moins à cause des frottements qu'il faut vaincre ; mais ces 
frottements sont peu de chose, parce que la vis et la roue 
étant l'une et l'autre plongées dans l'eau, perdent une par- 
tie considérable de leurpoids, et prennent conséquemment 
peu sur leurs tourillons. D'ailleurs les mouvements sont 
toujours lents et non alternatifs, il ne se fait aucun choc ; 
ainsi cette machine est exempte de résistances qui absor- 
bent ordinairement une grande partie de la force mou-» 
vante dans les machines, et en accélèrent la destruction. 

<c La machine inventée par M. Gagniard peut devenir 
fort utile dans un grand nombre de circonstances : comme 
elle produit son effet dans une masse d'eau échauffée seu- 
lement à 75 degrés, et même moins, elle donne lieu de 
profiter des eaux chaudes que, dans plusieurs manufac- 
tures ou établissements on rejette souvent comme inutiles. 
Gette machine qui est sujette aux frottements et aux 



réparations, a déplus Tairantàge d^ètre &cîie à conduire; 
lorsqu*on suspend son action pour quelque temps sans 
éteindre le feu, la chaleur n*est point perdue, parce que 
Teau n'étant pas bouillante, le calorique s'y accumule et 
fournit ensuite une action plus considérable. » 

Si la machine fort ingénieuse dont ce rapport expose si 
bien les principes, n'est pas entrée dans le domaine des 
applications, cela tient sans doute à la dépense de com- 
bustible qu'exigerait le maintien d'une température assez 
élevée dans l'eau de la cuve. Mais cet inconvénmit ne 
subsiste plus dans les régions où l'on peut recourir à 
l'emploi de la chaleur solaire. Car très-certainement il y 
suffira d'un réflecteur de médiocre étendue pour porter et 
maintemr le volume d'eau convenable même à la tempé- 
rature de 100°. £n remarquant de plus, combien il est 
facile de préserver une grande masse d'eau du refroidis- 
sement à f aide de la cloison vitrée qui permet d'y con- 
centrer les rayons solaires, ou d'un écran semblable à 
celui que proposait Ducarla , on conçoit la possibilité de 
se ménager durant le jour une provision d'eau chaude 
pour la nuit, et de faire ainsi fonctionner la machine d'une 
manière continue. Peut-être serait-il encore avantageux de 
substituer à la cuve un espace annulaire renfermant l'eau 
chaude et d'y installer une turbine au heu de la roue à 
augets. Mais c'est aux hommes spéciaux qu'il appartient 
de résoudre de pareilles questions. 

Examinons maintenant s'il n'est pas possible d'obtenir 
AU soleil assez de chaleur pour alimenter des moteurs 
plus étiergiques et plus généralement employés que ceux 
qui précèdent. 

A en juger par les sourires d'incréduhté qu'elle excitait 



-m - 

en 1861^ môme chez des personnes compétentes, ce deYait 
être une tentative en apparence bien présomptueuse que 
celle de substituer au combustible les rayons du soleil 
pour chauffer une machine à vapeur. On a vu cependant 
que ridée en était venue à Oliver Evans, et que Fingé- 
. nieur de la Oiche avait immédiatement conçu le projet 
d*une machine à vapeur solaire, au récit des effets que se 
flattait d'obtenir Ducarla. Il est vrai que les prétentions de 
Ducarla sous ce rapport étaient exagérées et que de la 
Cliché ne semble pas avoir donné suite à son projet. MaiS| 
les belles recherches de Pouillet et de sir John Herschel ne 
pouvaient manquer d appeler de nouveau l'attention sur ^ 
une question de cette importance. 

Interrogeons d*abord le calcul sur ce point, en nous 
appuyant, bien entendu, sur des données expérimen- 
tales. 

On sait qu une surface d'un mètre carré, normalement . 
exposée aux rayons du soleil, reçoit par minute, à Paris, 
jusqu'à^ treize calories dans les circonstances les plus 
&yorables. 11 est donc probable que dans celles des 
r^ons équatoriales où Tair est le plus sec, ce flux de 
chaleur s'élève au moins à quinze calories. Or, quinze ca- 
lories par minute donnent : 

15x60=900 calories par heure. 

Gela posé, quelle est la quantité de chaleur nécessaire 
pour &ire marcher pendant une heure une machine de la 
fonce d un cheval? Cette quantité dépend, comme on le 
'sait, de la tension de la vapeur, de la manière dont se fait 
la condensation, de la détente, etc. Ainsi, une machine i 
basse pression consomme de cinq à six kilog. de houille 



- 192 — 

par force de cheval et par heure. Une machine à moyenne 
pression, à détente et à condensation n*en exige que deux 
ou trois kilog. EniSn une machine à haute pression en 
consomme de quatre à cinq kilog. Priions. pour terme de 
comparaison les machines à moyenne pression de Cor- 
nouailles qui ne brûlent que deux kilog. de houille par 
force de cheval et par heure. Comme la combustion d*un 
kilogramme de houille développe 7^500 calories, et que 
les meilleurs foyers ne permettent guère d'utiliser que la 
moitié de cette quantité de chaleur, il en résulte que les 
machines de Cornouailles dépensent 7,500 calories par 
heure et par force de cheval. Divisant ce nombre par les 
900 calories qui répondent à une sur&ce d'insolation d*un 
mètre carré, on trouve pour quotient 8. Ainsi, un réflec- 
teur ayant la forme d*un carré de trois mètres de côté 
peut dans certaines contrées recueillir plus que la quan- 
tité de chaleur nécessaire pour alimenter une machine 
d*un cheval. Le calcul fondé sur les données de l'expé- 
rience établissait donc la possibilité de faire maixher au 
soleil une machine à vapeur. U restait à essayer d'atteindre 
ce but par des moyens essentiellement pratiques : ce fut 
là, tout d'sdiord, l'objet principal de mes recherches. 

Toutefois j'ai dû commencer par constater l'action de la 
chaleur solaire sur l'air confiné parce que les essais de ce 
genre n'offraient pas de difficultés sérieuses, et qu'ils 
étaient très -propres^ à faire voir avec quelle promptitude 
les rayons du soleil peuvent se convertir en force vive. 
Après avoir mené ces premières expériences à bonne fin, 
grâce au concours d'un habile et intelligent ouvrier, 
M. Yillate, d'Alençon, je n'ai plus ^uère songé qu'à 
étendre les applications mécaniques de la chaleur solaire 



- 193 - 

k la machine à vapeur elle-même. II fallait, dans oe dea- 
sein, commencer par obtenir assez rapidement au soleil 
rébuUition de Teau ; puis créer un générateur solaire ca- 
pable d alimenter une petite machine à basse ou à moyenne 
pression ; enfin produire a,vec une surlace d'insolation res- 
treinte le volume de vapeur nécessaire en pareil cas, sans 
quoi la solution du problème n'eut pas été pratique. Ces 
nouvelles tentatives ne furent pas moins heureuses que 
les précédentes : elles eurent pour résultat la réalisation 
complète du progrès que j avais en vue. Peut-être ne 
verra- 1 -on pas sans intérêt les essais qui m'y ont conduit. 
Parmi les générateurs solaires dont j'ai déjà donné la 
description, ce fut celui dont la fig. 18 représente la 
coupe qui me fit le mieux pressentir le succès de mon en- 
treprise. Il suffisait, en effet, de voir combien l'ébuUition 
du liquide y devenait tumultueuse, et avec quelle force la 
vapeur lançait à un instant donné le bouchon de liège que 
l'on enfonçait dans le col de la chaudière, pour conclure à 
la possibilité de faire travailler cette vapeur. M. Hempel, 
l'habile constructeur d'instruments de physique, chez qui 
j'ai toujours trouvé l'extrême obligeance et les conseils 
dont on a si souvent besoin dans de semblables recher- 
ches, ayant bien voulu &ire exécuter tout exprès pour 
mon appareil une petite machine du genre de celles qu'on 
cliaufTe avec une lampe à alcool, je l'ai fixée au col de la 
chaudière, et, au mois de juin 1866, je l'ai vue fonction- 
ner à merveille au bout d'une heure d'insolation. Je dois 
ajouter que, dans cette circonstance, le succès a dépassé 
mon attente, puisque le même récepteur solaire a suffi 
pour entretenir le mouvement d'une seconde machine 
beaucoup plus grande que la première. 

13 



-- 194 — 

Loin de m'en tenir à ces résultats déjà satisfaisants, j'ai 
cherché d*une part à simplifier la construction du gâiéra- 
rateur, et d'autre part à favoriser, autant que possiMe, la 
vaporisation dujiquide. A cet efTel;, j*ai Ëiit souder sous la 




Fig. 33. 

plate-forme circulaire qui supportait ma seconde machine 
à vapeur une chaudière en cuivre dont la figure ci-jointe 
représente la coupe. Cette chaudière était une espèce de 
manchon formé de deux cylindres concentriques de hau- 
teurs inégales, reliés Tua à Tautre par leur base infé- 
rieure. Le plus fi^rand cylindre, afin d offrir une surface 
de chauffe suffisante, avait 25 centimètres de hauteur 
et un décimètre de diamètre. Il était, d'ailleurs, ncnrci en 
dehors. On y introduisait l'eau par une ouverture prati- 
quée dans la plate-forme de la machine ; puis on fermait 
cette ouverture à laide d'un bouchon à vis portant la 
soupape de sûreté. Le plus petit cylindre n'étant destiné 
qu'à diminuer la capacité du plus grand et restant vide 
comme le fond d'une bouteille ordinaire, le. liquide à 
vaporiser n'avait qu'une assez faible épaisseuTi et pouvait 



- 195 — 

par suite s'échauffer rapidement. II occupait à peu prèâ la 
moitié de l'espace compris entre les deux cylindnesV Le 
reste de cet espace était destiné à servir de chambre à la 
vapeur, qui de là devait se rendre, à travers une seconde 
ouverture de la plaLe-fori;)(,ie, d abord dans le tiroir de la 
machine, puis dans le corps dç pompe, pour s échapper 
ensuite dans raLinoËsplière. 

Ainsi préparée j la chaiidière était introduite dans un bo- 
cal en verre sur les borda duquel s'appuy nient ceux de la 
plate-forme ; et [appareil étatit placé au foyer du réflecteur, 
la machine n'exi<;eaitcju*uae demi-heure d'insolation pour 
fonctionner aussi bien tjuavec une lampe à alcool. 

Enfin, comme j étais loin d*iitili&;er de la sorte toute la 
chaleur recueillie par ie réflecteur, parce que la ligne fo- 
cale de ce dernier surpassait la hauteur de la chaudière, 
j'ai cru devoir adopter pour le générateur la disposition 
suivante qui m'a donné les résultats les plus satisfaisants. 

La chaudière en cuivre, fig. 34, était formée de deux en- 
veloppes concentriques en forme de dé à coudre, soudées 
lune à lautre par leur base* La plus grande enveloppe, 
haute de quarante centimètres était noircie en dehors : la 
plus petite était vide. L'eau se logeait sous une assez faible 
épaisseur entre les deux enveloppes. On l'introduisait par 
un bouchon à vis A ; la chaudière en contenait deux litres ; 
la vapeur devait se rendre par le tube abducteur B et le 
robinet C dans la machine annexée à la chaudière. 

Cette chaudière installée sur un disque en bois, recou- 
verte d'une cloche de verre mince et placée au foyer du 
réflecteur a fait bouillir en une heure deux litres d'eau pris 
à la température initiale de 10^. En d'autres termes, j'ai pu 
recueillir de la sorte trois calories par minute. Dans les 



— 196 — 

mêmes drcoDstances, un réflecteur d*un mètre carré d'ou- 
verture eût donc utilisé six calories. Si Ton observe qu^un 




Fig.34. 
kilogramme d*eau à 100^ exige 537 calories pour se 
transformer en vapeur^ on trouve que la chaudière en 
question'munied*un pareil réflecteur eût vaporisé ce poids 
de liquide en 537 : 6 =90 minutes, c'est-à-dire qu'elle eût 
fourni 19 litres de vapeur à la minute. Il est bon d'ajou- 
ter que le miroir en plaqué d'argent, loin d'être bruni avec 
soin, était assez terne, parce que je l'avais à dessein laissé 
depuis longtemps à l'air libre. 

Après avoir essayé l'effet de ce nouveau générateur sur 
ma seconde machine, j'ai pensé que la tension de la vapeur 
ainsi obtenue suffirait pour entretenir le mouvement d'une 
machine du grand modèle de M. Hempel. Il s agissait cette 
fois de vaincre les frottements d'un mécanisme assez com- 



— 197 ~ 

pliqué el même de produire un effet utile, puisque la ma- 
ciiine munie de sa pompe alimentaire, de son régulateur à 
boules, etc., devait en outre mouvoir une vis d*Archimède 
destinée à élever Teau. 

La vapeur fournie par la chaudière dans le cas d'un ré- 
flecteur d'un demi-mètre carré d ouverture n'a suffi que 
tout juste pour faire marcher l'appareil. Encore &llait-il 
attendre assez longtemps pour laisser monter cette vapeur 
en pression. Mais avec un miroir cylindro-parabolique, 
qui lançait à la chaudière environ six calories par mi* 
nute, l'appareil fonctionnait à merveille. Ajoutons que poui 
montrer l'influence du verre en pareil cas, même par un 
temps calme, il suffisait d'enlever la cloche au milieu de 
l'expérience ; car, le mouvement se ralentissait aussitôt et 
finissait par s'arrêter, tandis que pour le voir renaître un 
instant après on n'avait qu'à remettre cette cloche en place. 
Il est bon de dire aussi qu'un petit manomètre adopté à la 
chaudière montrait la possibilité d atteindre assez vite à la 
pression de deux atmosphères, et que les parois de cette 
chaudière n'étaient pas assez résistantes pour permettre 
de chauffer davantage la vapeur. 

C'est ainsi que le problème de la machine solaire à va- 
peur d'eau s'est trouvé complètement résolu à Paris dans les 
premiers jours d'août 1 867 . On doit juger par là des résultats 
qu'il est possible d'obtenir dans les régions intertropicales 
où le soleil est ardent et le ciel pur durant des mois entiers. 
Il est vrai que les essais dont je viens de parler n'ont pas 
encore reçu la sanction de l'expérience en grand. Mais, 
dans une question de ce genre, le plus difficile était de 
réussir avec de petits appareils, parce que les frottements 
ont alors une telle importance qu'il faut employer, pour 



— 198 — 

les vaincre, une force relativement considérable, et qu'une 
surface d*insolation restreinte pouvait ne pas offrir les 
mêmes avantages que Tesprit de vin ou le charbon. 

Depuis les expériences que je viens de mentionner, j'ai 
fait construire une forte chaudière à peu près de même 
forme que celle de la figure 34, mais pouvant contenir 6 
litres d'eau. 

Les résultats fournis par cette chaudière sont venus 
confirmer de tout point mes prévisions. C'est-à-dire qu'il 
m'a été facile, avec un réflecteur d'un mètre carré d'ou- 
verture, d'obtenir rapidement de la vapeur à 4 et 5 atmos- 
phères, la résistance des parois de la chaudière ne per- 
mettant pas de dépasser cette limite. 

Si les générateurs solaires dont je viens de donner une 
idée ne peuvent fonctionner d'une manière continue comme 
ceux qu'on chauffe avec le combustible, ils ont sur ces 
derniers plusieurs avantages. D'abord toute leur surface 
extérieure est une surface de chauffe, avec cette différence 
cependant que la paroi soumise à l'insolation directe est à 
une température moindre que celle qui regarde le réflec- 
teur. En second lieu, ces appareils s'échauffent avec une 
grande régularité et la vitesse d'échauffement y est réglée 
par l'étendue de la surface d'insolation. Or, c'est là, comme 
il est facile de s'en convaincre, un précieux avantage. On 
sait, en effet, que les foyers ordinaires, à cause de leurs 
brusques variations de température, ne permettent ni de 
dépasser pour la vapeur d'eau les pressions de 8 à 9 
atmosphères, ni de vaporiser les liquides les plus volatils, 
tels que l'alcool, l'éther, le chloroforme, etc... Il peut 
cependant être utile de faire travailler la vapeur d'eau à 
10 ou 12 atmosphères, surtout si l'on parvient à réaliser 



- 199 - 

<i*vn^ manière satisfaisante la machine à vapeur sur- 
chauffée. Déplus, les liquides très- volatils ont une capacité 
calorifique et une chaleur latente de vaporisation beaucoup 
moindres que celles de Teau : ils sont conséquemment 
susceptibles d^acquérir des tensions considérables à des 
températures relativement assez basses. Mais les dangers 
d Mplosion qu'ils présentent lorsqu on les chauffe avec la 
houille ou tout autre combustible ont dû faire renoncer à 
leur emploi. Si donc, comme tout porte à le croire, les 
récepteurs solaires n offrent pas les mêmes inconvénients, 
rien n^empèchera dorénavant de tirer parti d*une aussi 
précieuse ressource. U parait même que les rayons du 
soleil sont incapables d*enflammer les liquides de cette 
espèce. G*est du moins ce qu'on a pu constater pour 
Talcool, en le plaçant au foyer des plus fortes lentilles. De 
là, par conséquent, de nouvelles garanties de sécurité dans 
ces sortes d'applications. 



DEGRÉS 


FORCES 


ÉLASTIQUES 1 


de 




EN CENTOIÈTRES DE HEBCDRE. | 


FEMPÉRA- 


- ''^~^ 




— -"-- 


SULFURE 


CHLORO- 




EAU. 


ALCOOL. 


ÉTHER. 


de 




TURE. 








CARBONE 


FORME 


40 


5 


13 


91 


61 


36 


50 


9 


22 


126 


85 


52 


60 


14 


35 


173 


116 


73 


70 


23 


54 


231 


155 


97 


80 


35 


81 


294 


203 


137 


90 


52 


119 


390 


262 


181 


100 


76 


168 


492 


332 


235 


110 


107 


235 


624 


413 


301 


120 


149 


320 


« 


512 


381 


130 


203 


433 


« 


626 


472 


140 


271 


563 


« 


• 


« 


150 


358 


725 


« 


« 


« 



— 200 — 

Afin de mieux faire juger des résultats qu'il est permis 
d espérer de lemploi des liquides plus volatils que Teau, 
je me borne à citer la table précédente due aux savantes 
recherches de M. Regnault, et dans laquelle 0^J6 de mer- 
cure représentent une atmosphère. 

On pourrait craindre que la nécessité de diriger con- 
stamment le réflecteur vers le soleil fut un grave inconvé- 
nient dans la pratique ; mais une telle crainte serait mal 
fondée. Car, dans mes expériences, .la position du miroir 
avait à peine besoin d*ètre changée de demi-heure en demi- 
heure, bien que, pour des raisons d'économie, ce miroir 
ne fut pas d'un emploi très-commode, puisqu'il fallait l'in* 
cliner de &çon à faire tomber obliquement les rayons 
réfléchis sur la chaudière, tandis que celle-ci restait verti- 
cale. Il sera d'ailleurs toujours facile d'approprier la forme 
et la disposition des récepteurs solaires aux exigences du 
climat comme aux besoins de l'industrie. Admettons par 
exemple qu'on veuille employer une chaudière cylindrique 
et un miroir cylindro-parabolique. Pour simplifier en 
chaque lieu le mouvement d'orientation de l'appareil il 
suffira de maintenir l'axe de la chaudière dans une direc- 
tion parallèle à l'axe terrestre. Car, de cette façon, le mi- 
roir ayant pour ligne focale l'axe même de la chaudière, 
n'aura besoin de tourner, comme le soleil, que d'un angle 
de 15 degrés par heure ; et, à défaut d'un homme, rien 
n'empêchera d'employer quelque mécanisme analogue à 
celui de tourne-broche pour en régler le mouvement. 
L'effet de cette disparition serait assez avantageux dans le 
voisinage de l'équateur, car l'axe de la chaudière y serait 
à peu près horizontal • Au reste, on pourrait également 
dans ces contrées laisser la chaudière verticale à la condi^ 



— 201 — 

tk>& de réchauffer avec un réflecteur conique formant 
collerette autour de sa base. On voit par là que Torienta- 
tion des récepteurs solaires suivant les heures du jour ou 
les époques de Tannée ne saurait offrir aucune difficulté. 
Je passe donc à d*autres considérations. 

Je n ai parlé jusqu*ici que de lapplication des récepteurs 
solaires aux machines à vapeur ou à des machines à air 
n^exigeant pas de grandes élévations de température. 
Mais on sait que Tindustrie sans cesse en quête d'amélio- 
rations nouvelles essaie depuis quelque temps de remplacer 
les vapeurs, dont la condensation entraine une perte énor- 
me de travail^ par d'autres agents, tels que Tair^chaud, 
Tammoniaque, etc. Les appareils que Ton a conçus et 
mis à exécution dans ce dessem sont déjà nombreux, et 
semblent appelés à un grand avenir. Tous ayant sur la 
madiine à vapeur l'avantage de convertir en travail une 
plus grande partie de la chaleur développée par le combus- 
tible, il importe d'examiner s'il ne serait pas possible de 
les diaufier au moyen de la chaleur solaire et de réaliser 
de la sorte dans certaines contrées une économie plus 
grande encore. 

En première ligne, par ordre d'ancienneté, vient la 
machine à air diaud. Bresson en 1821, Ericsson, en 18&2, 
puis MM. Franchot, Lemoine, Pascal, Belou, Laubereau, 
lui ont successivement apporté de notables perfectionne- 
ments. Sans entrer ici dans le détail des appareils imaginés 
par iXB divers inventeurs, je dirai quelques mots de l'in- 
génieuse machine de M. Laubereau, parce qu elle m'a paru 
susceptible de fonctionner au soleil dans d'excellentes 
conditions. 

L'organe principal de cette machine est un grand cylin- 



— 102 — 

dre tertical renfermant de Tair confiné. La base inférieure 
du cylindre est chauffée au charbon on au gaz ; la base 
supérieure est munie d un double fond où circule de Teau 
destinée à la refroidir. Un écran ayant la forme d'un pis- 
ton rempli de plâtre monte et descend librement dans le 
cylindre et, suivant qu*il s'applique sur la base inférieure 
ou sur la base supérieure de ce dernier, Tair confiné se 
rrfroidit ou s'échauffe. Le grand cylindre communique par 
un tuyau avec la partie inférieure d'un corps de pompe 
vertical, ouvert par le haut et dans lequel se meut le piston 
moteur. Ce piston monte quand l'air confiné s'échauffe, et 
redescend par l'effet de son poids et de la pression atmo- 
sphéçi<]ue quand le gaz se refroidit. Les pièces accesMÛres 
de 1 appar^l ont pour but de régler la marche du piéton 
moteur et de l'écran et de mettre en mouvement une 
petite pompe destinée à renouveler l'eau dans le double 
fond du grand cylindre. Tel est, en principe, la machine 
de M. Laubereau. Userait trop long d'entrer ici dans le 
' détail des dispositions ingénieuses qui permettent à l'air 
confiné de se refroidir et de s'échaufier rapidement. Ahis 
ce qu'il importe de faire remarquer^ c'est qu'un récepteur 
sdiaire s'adapterait à la machine sans exiger, pour ainsi 
dire, aucune modification. Il y a plus, ce récepteur per- 
mettrait d'intervertir les rôles pour les bases du grand 
cylindre, c'est-à-dire de chauffer la base supérieure^ tandis 
que le courant d'eau froide serait dirigé sur la base infé- 
rieure, ce qui parait devoir être plus avantageux. Quant à 
la provision de chaleur exigée par la machine pour fonc- 
tionner dans de bonnes conditions, une surface d'insolation 
restreinte pourrait facilement la fournir ; c'est là par eon- 
séquent un essai qui vaudrait la peine d*ètre tenté. 



- 203 ~ 

Une autre machine qui semble devoir se prêter à mer* 
veiile aux applications mécaniques de la clialeur solaire, 
c*est le moteur à ammoniaque de M. Frot. Cet habile ingé- 
nieur a eu ridée de remplacer Teau des chaudières à va- 
peur par une dissolution de gaz ammoniaque, et d*utiliser la 
pression qui se développe dans la masse liquide dès qu*on 
vient à lechauffer. On sait qu un litre d*ean à 15* dissout 
743 litres de gaz ammoniac, et que si Ion porte le 
liquide à rébullition, le gaz tend à se dégager en exerçant 
sur les parois des vases clos oii on le renferme une près* 
sion qui s'accroît rapidement avec la température. Cette 
pression est de 7 atmosphères et demie à 100*, et de 
10 atmosphères à 120*. De plus, tandis que la ciialeur 
latente de vaporisation de Teau à 100* est de 537 calories, 
celle de l'ammoniaque n est que de 126 calories. On con- 
çoit donc que la machine de M. Frot réalise une grande 
économie de combustible et fournisse à bon marché une 
force motrice considérable. Si Ton ajoute à cela que I ap- 
pareil se met immédiatement en marche dès qu on allume 
le feu sous la chaudière, et que l'ammoniaque, en saponi- 
fiant les huiles et les graisses, fournit une sorte d enduit 
qoi s oppose aux fuites, il est difficile de ne pas fonder de 
grandes espérances sur lavenir de ce nouveau moteur, et 
de ne pas reconnaître en même temps qu'il parait très* 
propre à fonctionner au soleil. 

Je n'aurais rien à ajouter à ce qui précède, si, pendant 
que je rassemblais les matériaux de cet ouvrage, les résul- 
tats obtenus en Amérique par un illustre ingénieur, engagé 
comme moi dans la voie des applications mécaniques de la 
chaleur solaire, n'étaient venus corroborer les miens. 

Vers la fin de 1868, un journal des États-Unis a[^)ortaît 



- 204 - 

la nouvelle qii^Ericsson venait d'inventer des machines à 
vapeur et à air chaud mues par le soleil. Du reste, aucun 
détail sur les appareils imaginés par le grand ingénieur, 
dont la science déplore en ce moment la perte. Une lettre 
d'Ëricsson aux nombreux amis qu'il comptait en Suède 
n'est pas plus explicite à cet égard. Néanmoins^ faute de 
meilleurs renseignements, je vais en reproduire une tra- 
duction que j'ai lieu de croire fidèle. Ericsson, dans cet 
écrit, ne rend pas suffisamment justice aux travaux de sir 
John Herschel et de Pouillet, car ses essais, comme les 
miens, ont pour but de réaliser des phénomènes que les 
nombres obtenus par les deux éminents physiciens per- 
mettaient de prévoir. Mais, à cela près, sa lettre mérite 
d'être signalée comme renfermant des résultats utiles à 
recueillir. Qu'on en juge plutôt. 

« Les expériences Ixen connues de sir John Herschel et 
de M. Pouillet, malgré tout l'intérêt qu'elles offrent, ne 
sont pas assez satisfaisantes, parce qu'elles ne s'étendent 
qu'à des températures peu élevées. Elles montrent seule- 
ment quel poids de glace le soleil est capable de fondre 
dans un temps déterminé, ou quel degré de dialeur il 
peut donner à l'eau sans lui faire atteindre néanmoins son 
point d'ébuUition. L'objet de mes recherches et de mes 
expériences a été de découvrir quelle est la somme de 
chaleur qui se dégage dans les hautes températures pro- 
duites par la concentration des rayons solaires sur une 
surface restreinte, et quels sont les meilleurs moyens 
d'amener une telle concentration. 

« Pendant le cours de cette année, j'ai construit trois 
machines en vue d'obtenir une force motrice, et je les ai 
nommées macliines solaires. Une de ces machines est mise 



en mouvement par la vapeur que produit la concentration 
des rayons calorifiques ; les autres sont mues par la force 
expansive de lair atmosphérique directement échauffé par 
la chaleur concentrée. 

« La place me manque pour une description de ces 
machines et des appareils que j ai construits dans le des- 
sein de concentrer la chaleur rayonnante et de produire 
la haute température nécessaire; je suis donc obligé de 
limiter mon exposé à la partie principale du sujet, c*est-à* 
dire à la force motrice elle-même. 

« Conséquemment, je vous dirai que, d après mes 
expériences, lorsque les machines à vapeur et à air chaud 
sont à la température nécessaire, l'action du soleil sur une 
surface de 10 pieds au carré (9 "4*, 2899) est capable de 
vaporiser 489 pouces cubes (8 "*•, 013243) d eau par 
heure au moyen de mes appareils de concentration. 

» On ne peut trop apprécier l'importance de ce résultai 
en considérant qu'une telle vaporisation dénote un flux de 
chaleur capable d'élever 35,000 livres à 1 pied de haut en 
une minute ; ce qui est plus que l'équivalent du cheval- 
vapeur. 

» Cette preuve expérimentale de la puissance calorifique 
du soleil est d'une plus grande valeur que l'application 
d'aucime autre vérité physique, quelle qu'elle soit. 

» Si l'on réfléchit que la distance moyenne du soleil à la 
terre est 21 ,444 fois plus grande que le rayon du soleil, 
on trouve, en faisant le carré de ce nombre, qu'un seul 
pied carré de la suiface du soleil écliauffe 45,984 pieds 
carrés sur la terre, ou, en d'autres termes, qu'à égaUté de 
sur&ce, le soleil envoie 45,984 fois plus de chaleur que la 
terre n'en reçoit. 



- 206 - 

» De €6 résultat expérimental, on peut conclure avec 
certitude qu*un carré de 10 pieds de côté à la sur&ce du 
soleil produit assez de chaleur pour faire mouvoir une 
machine à vapeur de la force de 45,984 chevaux, ce qui 
équivaut à une consommation de charbon de plus de 
100,000 livres par heure. Mais, dans ce calcul, on n'évalue 
pas assez haut la vraie somme de chaleur émise par le 
soleil. Plus de la mmtié de cette somme se perd dans le 
trajet des rayons calorifiques à travers lalmosphère et 
dans les appareils de concentration. La dialeur solaire 
émise par une surface de 100 pieds carrés correspond donc 
à la combustion de plus de 200,000 livres de charbon par 
heure. L'intensité d'un phénomène calorifique qui se tra- 
duit par une pareille consommation de houille dépasse 
Fimagination. On peut encore moins se figurer la nature 
et la masse de la matière en ignition, si Ton songe qu'une 
chaleur aussi intense est répartie sur toute la surface d un 
globe dont le diamètre excède cent fois celui de la terre. 
Je n*ai pas le dessein de vous soumettre mes réflexions sur 
Fessence de cet astre merveilleux ; sa richesse très-suffi- 
santé (malgré le grand éloignement) comme source de force 
motrice, et le parti que nous pouvons en tirer feront seuls 
l'objet de ce court exposé. 

» Ce que j'ai dit de mes expériences, et les résultats 
qu elles ont fournis, prouvent que, sans donner une éten- 
due trop grande aux appareils de concentration, on peut 
se procurer assez de force pour atteindre aes buts prati- 
ques. Le calcul que je viens de finir pour évaluer l'effet 
mécanique de la chaleur solaire tombant sur les toits de 
Philadelphie, montre qu'avec cette chaleur on peut mettre 
en mouvement plus de cinq mille machines à vapeur de la 



-^207 - 

force de 20 chevaux chacune. Une qualité précieuse de ta 
nouvelle force motrice, c'est qu^dn peut la recueillir sans 
occuper d'espace utile Et, puisqu'il est question d espace, 
je ne puis résister au désir de vous faire connaître, par le 
calcul, la quantité de force qu'on peut recu^Uir en cou- 
vrant un mille suédois d'appareils de concentration et de 
machines solaires. 

» Admettons qu'on empbie la moitié de la surface en 
bâtiments, chemins, etc. Il reste alors 18^000 X 36^000 
3= 648,000,000 pieds carrés de sur&ce sur lesquels on 
peut concentrer la chaleur rayonnante. Et, puisque mes 
expériences avec tes appareils de concentration démon- 
trent que 100 pieds carrés sont plus que suffisants pour 
produire une force d'un cheval, il s'ensuit qu'on peut met- 
tre en mouvement 64,800 machines à vapeur de la force 
de 100 chevaux diacune à l'aide de la chaleur rayonnée 
par le soleil sur un mille suédois carré. Archimède, après 
l'achèvement d'un calcul sur la force du levier, disait qu'il 
pourrait soulever le monde. Moi, je prétends que la con- 
centration de la chaleur rayonnante du soleil produirait 
une force capable d'arrêter la terre dans sa marche. 

» En Angleterre, on commence à calculer l'époque où 
la houille fera défaut, bien que les mines de ce combusti- 
ble soient, pour ainsi dire, d'exploitation récente. QuelqucB 
milliers d'années, gouttes dans l'océan du temps, épuise- 
ront les mines de charbon de l'Europe, si, dans cet inter- 
valle, on n'a recours à l'assistance du soleil. Il est bien vrai 
que les rayons solaires n'arrivent pas toujours jusqu'à la 
surface du sol ; mais quand s'ouvrira le grand magasin 
donnant le chaufiage gratuit, sans dépenses de transport; 
l'ingâaieur prudent saura bien approvisionner le magasin 



- J08 — 

de réserve pour les jours nuageux. Remarquons en même 
temps qu'une grande partie de la surface de la terre est 
éclairée par un soleil toujours radieux. La sphère d'acti- 
vité de la madiine solaire est aussi grande que la puissance 
dynamique en est considérable. 

» Avant de terminer cette relation incomplète, permet- 
tez-moi de vous demander qui peut prévoir Tinfluence 
qu'une force motrice inépuisable est capable d'exercer sur 
la civilisation I comme sur l'étendue des ressources que 
la terre offre au genre humain 

« Vous n'apprendrez assurément pas sans plaisir que 
d'autres appareils de concentration pour les machines à 
vapeur, exécutés avec plus de précision qu'auparavant, 
donnent mieux que la vaporisation de 489 pouces cubes 
d'eau par heure et par surface de 100 pieds carrés. J'écris 
celte lettre ayant devant moi une machine solaire qui bat 
150 coups à la minute : le but en est de mesurer la conte- 
nance cubique de la vapeur produite. Les expériences de 
vaporisation sont déjà tout à fait réalisées : ainsi, l'appareil 
n'est plus seulement à l'état de projet. C'est maintenant 
une vérité pratique que, dans l'avenir, on tiendra pour un 
des auxiliaires les plus indispensables de l'humanité. » 

Dans cette lettre on pcMirrait, sans inconvénient, sup- 
primer les passages relatifs à la puissance dynamique du 
soleil, car il y a longtemps que Pouillet a publié à ce pro- 
pos des calculs beaucoup plus exacts que ceux d'Ëricsson. 
Le point essentiel à noter ici, c'est la vaporisation en une 
heure d'environ 8 litres d'eau pour une surface d'insola- 
tion de 9 "4, 28. Comme un litre d'eau exige à peu près 
&37 calories pour se réduire en vapeur, la quantité de cha- 
leur recueillie dans cette dirconstance est 9,28 X 537 



- 209 - 

= 4303« ; ce qui fait 4303 : 60 == 71 • , 7 à la minute. II 
en résulte qu*£ricsson a recueilli 71,7 : 9,28 = 7%7 par 
minute et par mètre carré. Si Ton tient compte des cir- 
constances favorables où il opérait, on verra que ce résul- 
tat s'écarte si peu des miens (puisqu'à Tours j'ai obtenu 
entre 6 et 7 calories par minute et par urètre carré}, que 
les appareils de concentration dont il s'est servi n'*étaient 
pas, comme il le reconnidt, du reste, lui-même, construits 
avec toute la précision désirable. 

Rien dans la lettre d*Ëricsson ne peut nous éclairer sur 
la puissance des machines solaires qu'il a créées, en sorte 
qu on ne sait si elles avaient réellenieut une surface d'iu- 
solation de 9 mètres carrés, ou sHl ne donne ce nombre 
que comme l'équivalent du cheval-vapeur. Selon toute 
probabilité, ce n'étaient encore là que des machines d essai 
semblables aux miennes. Mais, pour n'avoir reçu d'appli- 
cation que sur une petite échelle, la solution du problème 
n'en était pas moins complète. 

Ericsson déclare d'ailleurs n'avoir construit ses ma- 
chines que dans le courant de l'année oii il écrit sa lettre, 
c'est-à-dire en 1868. Or, si l'on veut bien se rappeler que 
dès l'année 1866 j'avais déjà deux petites machines à va- 
peur fonctionnant au soleil de. Tours, on me contesterd 
d'autant moins le mérite d'avoir devancé l'illustre ingé- 
nieur américain que je n'ai jamais fait mystère à personne 
de mes expériences. Au reste, quand une application nou- 
velle est près d'éclore, il est bien rare que deux ou plu- 
sieurs personnes n'en aient pas l'idée presque en même 
temps : comme on l'a déjà dit plus d'une fois, il semble 
que cette idée soit dans l'air. Je dois ajouter qu'un bre- 
vet d'un an pris le 4 mars 1861 pour mon récepteur 

14 



— 210 - 

solaire assure à la France la priorité de ce genre d'essais. 
Si, par ordre de dates, Ericsson n^est pas le premier 
inventeur des machines solaires à vapeur, ou même à air 
chaud, on ne peut nier que, grâce au triple ascendant de 
son génie, de sa fortune et d'une longue expérience, il 
n'eût puissamment contribué aux progrès de cette nou- 
velle branche d application. Sa mort, regrettable à plus 
d'un titre, Test donc particulièrement au point de vue des 
essais qui ont couronné sa longue et belle carrière. Espé- 
rons^ du moins, que son illustre exemple sera suivi dans 
sa patrie adoptive, et que l'Amérique saura dignement 
soutenir la concurrence avec l'Europe relativement aux 
applications de la chaleur solaire, comme elle Ta déjà fait 
pour tant d'autres inventions. 



CONCLUSION. 



Nous avons essayé d'appeler 1 attention sur les res- 
sources que le soleil offre à Tindustrie humaine et sur les 
moyens d en tirer parti. Maintenant que notre tâche est 
à peu près remplie, qu*on nous permette encore à ce 
propos quelques remarques essentielles, sous forme de 
conclusion. 

Pour assurer le succès d une application naissante, il ne 
suffit pas de montrer combien les principes en sont ration- 
nels, ni d apprendre jusqu a quel point elle a reçu la 
sanction de lexpérience ; il faut encore ne rien négliger 
pour en &ire connaître le véritable but et dissiper autant 
que possible les préventions dont elle peut être lobjet. 
C'est donc un devoir pour nous d'essayer de répondre aux 
critiques, d ailleurs généralement bienveillantes, qui ont 
àccueiUi Tannonce d'essais relatifs à l'emploi industriel de 
la chaleur solaire. 

Une objection qu'on nous a souvent adressée est la 
suivante : 

Quels services attendre du soleil, les jours de pluie,. de 
brouillard, ou simplement quand le ciel est couvert de 
nuages ? 

Certes, si, partout à la surface du globe, 1 état du ciel 
était aussi variable que dans nos climats, il n'y aurait 



- 212 - 

guère lieu de compter sur une pareille ressource. A peine 
trouverait-on dans le cours de Tannée quelques séries de 
beaux jours permettant de recueillir sans trop d mtermit- 
tences les rayons du soleil. Encore, faudrait-il n'employer 
à cet effet que des appareils d un prix médiocre pour ne 
pas voir les frais d'installation excéder de beaucoup les 
bénéfices. D'ailleurs les sources naturelles de travail, et 
surtout l'abondance du combustible dispensent dans nos 
contrés de recourir à l'emploi direct de la chaleur solaire. 
Mais s'agit-il des régions intertropicales, la question change 
de fece et prend tout à coup de l'importance. C'est qu'en 
effet dans ces régions, le ciel reste pur durant des mois 
entiers, en sorte qu'il est possible de recueillir régulière- 
ment les rayons du soleil dix à douze heures par jour, et 
quels rayons ! Leur trajet presque vertical dans l'atmo- 
sphère, la fraîcheur des nuits qui débarrasse l'air d'une 
partie de sa vapeur d'eau, tout concourt à les rendre 
d'une ardeur extrême. Aussi, comme le soleil verse alors 
à flots sur la terre ses inépuisables trésors! Ecoutez plutôt 
le spirituel auteur d'Ahmed le fellah : 

« Le soleil luit pour tout le monde, dit-on ; n'en croyez 
rien. Ce disque blanc, jaunâtre et parfois rouge que les 
peuples du Nord voient descendre à l'horizon quand les 
nuages ne le cachent pas, n'est que la pâle et triste image 
du soleil Osiris, dieu puissant en Egypte, qui se lève dans 
une éruption et se couche dans un incendie. » 

Il faut lire l'ouvrage entier de H. Edmond About, il faut 
se pénétrer de cette étude aussi profonde qu'attrayante 
sur les ressources de TÉgypte pour comprendre toute 
l'étendue des services que peut rendre dans certaines con- 
trées l'emploi direct de la chaleur solaire. 



- 213- 

Si rÉgypte, parexemple, a, malgré ses aspirations nou- 
velles, tant de peine à se relever de ses ruines^ ce n'est 
pas que Tanlique berceau des sciences et des arts ait 
cessé d'être la terre privilégiée par excellence. Outre le 
soleil qui lui prodique ses rayons, le Nil est pour elle, 
comme autrefois, une source abondante de richesse. Mais, 
par suite du manque de bras il faudrait des machines pour 
diriger dans les terres les eaux fécondantes du fleuve 
nourricier ; et comment alimenter ces machines dans un 
pays où le prix de la houille varie de cinquante à cent 
francs la tonne? Il y a mieux, ce n est pas seulement le 
défaut de charbon qui se fait sentir dans toute la contrée, 
le bois lui-même y est tellement rare que Tunique res- 
source du fellah pour cuire sa nourriture est la fiente 
d'animaux desséchée. Ce qui manque essentiellement à 
l'Egypte, c'est donc le combustible à bas prix ou quelque 
ressource équivalente. Mais le soleil, son ancien dieu tuté- 
laire, ne peut-il pas, comme nous croyons l'avoir prouvé, 
lui fournir une provision de chaleur suffisante et pour les 
applications industrielles et pour les besoins ordinaires de 
la vie? Qu'elle essaie donc d'en utiliser les rayons. Là 
peut-être est le secret de sa force. Là du m(Mns,àcoup sûr, 
est une des garanties de sa prospérité. 

Ce que nous venons de dire à propos de l'Egypte doit 
à plus forte raison s'appliquer aux contrées où l'ardeur du 
soleil est excessive, parce que toutes les autres sources 
naturelles de travail y tarissent à la fois. L'extrême cha- 
leur, en effet, n'est-elle pas moins une cause de désolation 
que les froids les plus intenses? Sous un ciel de feu, 
l'homme et les animaux perdent de leur énergie ; l'eau 
manque le plus souvent, soit qu'on ne la rencontre qu'à de 



~ 214 — 

grandes profondeurs, soit qu'elle forme, comme au Sahara, 
des rivières souterraines coulant dans le sable à une &ible 
distance du sol. En même temps la végétation disparait ou 
ne se montre que par places : ses débris ne fournissent 
plus le combustible nécessaire aux besoins de la vie ; et 
c'est ainsi que de vastes régions restent fermées à l'homme 
ou ne servent tout au plus de refuge qu'à des tribus à 
demi sauvages. C'est donc surtout alors, on ne saurait en 
disconvenir, qu'il convient d'utiliser les rayons du soleil, 
d'endiguer en quelque sorte cette force dévastatrice et 
d^en faire pour l'espèce humaine, au lieu d'un fléau, Tun^ 
de ses plus puissants auxiliaires. 

Qu'on y prenne garde d'ailleurs ! Si dans nos climats 
l'industrie peut se passer de l'emploi direct de la chaleur 
solaire, il arrivera nécessairement un jour où, faute de 
combustible, elle sera bien forcée de revenir au travail des 
autres agents naturels. Que les dépôts de houille et de 
pétrole lui fournissent longtemps encore leur énorme 
puissance calorifique, nous n'en doutons pas. Mais ces 
dépôts s'épuiseront sans aucun doute : le bois qui, lui, 
cependant, se renouvelle, n'est-il pas devenu plus rare 
qu'autrefois ? Pourquoi n'en serait-il pas de même un jour 
d'une provision de combustible où l'on puise si largement 
sans jamais combler les vides qui s'y forment ? Quand on 
pense à l'énorme consommation de houille qui se fait 
annuellement dans le monde, puisqu'on France, par 
exemple, il n'est pas de ligne importante de chemin de fer 
qui ne brûle plus de mille tonnes de charbon par jour, on 
ne peut s'empêcher de conclure qu^il est prudent et sage 
de ne pas s'endormir à oet égard dans une sécurité 
trompeuse. 



- 21à - 

Ainsi, daas un avenir lointain sans doute^ mais qu'on 
essaie déjà de calculer, l'industrie ne trouvera plus en 
Europe les ressources qui sont en partie la. cause de son 
essor prodigieux. Que fera-l-elle alors? S en tiendra-t-ello 
au travail du vent, des cours d'eau, des moteurs animés, 
des machines chauffées au charbon de bois ; ou sera-t-elle 
forcée, pour aller recueillir au loin les rayons du soleil, 
d'émigrer dans les régions qu'il dispute encore à ses enva- 
hissements? Les annales du genre humain, loin de rendre 
cette dernière éventualité douteuse, sont plutôt de nature 
à la Étire pressentir ; car elles semblent nous enseigner 
que les contrées qui ont nourri les grands peuples ont 
besoin, comme le sol après une abondante moisson, d*une 
période de repos. 

Puisque les applications de la chaleur solaire n offrent, 
selon toute vraisemblance, aucune chance sérieuse de 
succès dans nos climats, il n'y a pas lieu de répondre au 
reproche qu on leur a fait d exiger trop de place, et de ne 
pouvoir pour ce motif être mises à profit dans les grandes 
villes. Inutile de fiiire observer que ce reproche n'a plus de 
raison d'être quand il s'agit des vastes plaines de la zone 
torride, oii ce qui manque le moins est l'espace utilisable, 
el que d'ailleurs les toits en terrasse des habitations dans 
les pays chauds se prêtent admirablement à l'emploi des 
rayons solaires sans perle de terrain utile. Verrait-on, par 
exemple, quelque inconvénient à installer la cuisine sur 
ces toits au lieu de la réléguer comme on le fait le plus 
souvent chez nous dans les caves ou les endroits obscurs? 

Une des causes qui nuisent le plus au succès des appli- 
cations nouvelles, c'est la tendance à s'exagérer l'impor- 
tance des résultats obtenus et par suite à en tirer des 



— 216 — 
conclusions dont on ne se donne pas assez la peine de 
vérifier lexactitude. En ce qui concerne les essais relatifs 
à remploi de la chaleur solaire, Ducarla n*est malheureu- 
sement pas le seul qui mérite un tel reproche. BufFon 
lui-même n'en est pas exempt, comme on peut en juger 
par ce passage de son mémoire sur les miroirs d*Archi- 
mède : 

(( Avec un assemblage de petits miroirs plans hexa- 
gones et d'acier poli, qui auraient plus de solidité, plus de 
durée que les glaces étamées, et qui ne seraient point 
sujets aux altérations que la lumière du soleil fait subir, 
à la longue, à l'étamage, on pourrait produire des effets 
très-utiles, et qui dédommageraient amplement des dé- 
penses de construction du miroir. 
, « Pour toutes les évaporations des eaux salées, où l'on 
est obligé de consommer du bois et du charbon, ou d'em- 
ployer l'art des bâtiments de graduation, qui coûtent 
beaucoup plus que la construction de plusieurs miroirs 
tels que je les suppose, il ne faudrait, pour l'évaporation 
des eaux salées, qu'un assemblage de douze miroirs plans 
d'un pied carré chacun; la chaleur qu'ils réfléchiront à 
leur foyer, quoique dirigée au-dessous de leur niveau, 
et à 15 ou 16 pieds de distance, sera encore assez grande 
pour faire bouillir l'eau et produire, par conséquent, une 
prompte évaporation ; car la chaleur de l'eau bouillante 
n'est que triple de la chaleur du soleil d'été; et, comme la 
réflexion d'une surface plane bien polie ne diminue la 
chaleur que de moitié, il ne &udrait que six miroirs pour 
produire au foyer une chaleur égale à celle de l'eau bouil- 
lante. Mais j'en double le nombre, afin que la chaleur se 
communique plus vite, et aussi à cause de la perte occa- 



— 217 — 

sionnée par l'obliquité sous laquelle le faisceau de la 
lumière tombe sur la sur&ce de Teau qu'on veut évaporer, 
et encore parce que Teau salée s'échaufie plus lentement 
que l'eau douce. Ce miroir, dont l'assemblage ne formerait 
qu'un carré de 4 pieds de largeur sur 3 de hauteur, 
serait aisé à manier et à transporter ; et si l'on voulait en 
doubler ou tripler les effets dans le même temps, il vau- 
drait mieux foire plusieurs miroirs semblables, c'est-à-dire 
doubler ou tripler le nombre de ces mêmes miroirs de 
quatre pieds sur trois, que d'en augmenter l'étendue ; car 
l'eau ne peut recevoir qu'un certain degré de chaleur 
déterminée^ et l'on ne gagnerait presque rien à augmenter 
ce degré et, par conséquent, la grandeur du miroir ; 
au lieu qu'en faisant deux foyers par deux miroirs égaux, 
on doublera l'effet de l'évaporation, et on le triplera par 
trois miroirs dont les foyers tomberont séparément les 
uns des autres sur la surface de l'eau qu'on veut faire 
évaporer. Au reste, l'on ne peut éviter la perte causée par 
l'obliquité, et, si l'on veut y remédier, ce ne peut être que 
par une autre perte encore plus grande, en recevant d a- 
bord les rayons du soleil sur une grande glace qui les 
réfléchirait sur le miroir brisé, car alors il brûlerait en 
bas au lieu de brûler en haut; mais il perdrait moitié 
de la chaleur par la première réflexion, et moitié du reste 
par la seconde, en sorte qu'au lieu de six petits miroirs, il 
en fiiudrait douze pour obtenir une chaleur égale à celle 
de l'eau bouillante. 

« Pour que l'évaporation se fasse avec plus de succès, 
il faudra diminuer l'épaisseur de l'eau autant qu'il sera 
possible. Une masse d'eau d'un pied d'épaisseur ne s'éva- 
porera pas aussi vite, à beaucoup près, que la même 



— 218 - 

masse réduite à six pouces d'épaisseur et augmentée du 
double en superficie. D*ailleurs ce fond étant plus près de 
la surface, il s'échauffe plus promptement, et cette cha- 
leur que reçoit le fond du vaisseau contribue encore à la 
célérité de l'évaporation. » 

Nous avons reproduit tout au long ce passage où les 
erreurs de théorie se mêlent à des résultats numériques 
fort inexacts, pour montrer le danger des conclusions qui ne 
s'appuient pas assez sur lexpérience. Il est probable que 
s'il eut essayé d'appliquer son appareil à l'évaporation de 
l'eau de mer, Buffon n'eût pas écrit ce qu'on vient de lire. 
Nous avons eu déjà trop de fois l'occasion de montrer que 
les phénomènes qui se produisent à une température don- 
née sont loin d'exiger tous la même somme de clialeur, 
pour avoir encore à établir que si a la chaleur de l'eau 
bouillante n'est que triple de celle du soleil d'été, » on ne 
saurait en conclure la possiblté de réduire rapidement le 
liquide en vapeur par l'elTet de la concentration des rayons 
solaires. Cette âtusse manière de voir fait tomber Buffon 
dans une autre erreur : car, de ce que le point d'ébuUition 
de l'eau de mer reste à peu près fixe, il en conclut qu'un 
miroir d'une étendue double ne vaporiserait pas, toutes 
choses égales d'ailleurs, un poids double de liquide, ce 
qu'on sait ne pas être. Loin de nous> d'ailleurs, la pensée 
de faire un reproche à Buffon de toutes ces inexactitudes : 
elles sont trop excusables à une époque oîi les progrès de 
la physique étaient encore si peu marqués, pour que notre 
unique but ne soit pas de montrer que les vues du grand 
naturaliste, relativement à la vaporisation de l'eau par les 
rayons du soleil, ne reposaient que bien imparfaitement 
sur l'expérience. Ajoutons aussi que Buffon propose encore 



— î!9 - 

d^utiliser la chaleur solaire pour calciner le gypse, la 
pierre à chaux, pour volatiliser l'or, l'argent, etc., et qu'il 
se montre cette fois plus circonspect, puisqu'il exprime 
avec raison la crainte que des corps assez volumineux, 
placés au foyer de son miroir, n'éprouvent dans l'air un 
refroidissement trop rapide. 

Comme rien de ce qui peut hâter le progrès des appli- 
cations de la chaleur solaire ne nous semble indifférent, 
nous signalerons encore une sorte de malentendu qui 
pourrsût laisser subsister contre elles quelques préven- 
tions défavorables. 

Généralement, on donne assez volontiers le nom de mar- 
mite solaire aux appareils de de Saussure, de Ducarla, de 
sir John Herschel; or, cette dénomination n'est pas seule- 
ment inexacte, à notre avis, elle est encore de nature à 
égarer l'opinion, bien plus qu'à l'éclairer, sur l'avenir 
d'une partie des essais qui font l'objet de cet ouvrage. Car, 
enfin, il est naturel d'entendre par ce mot de marmite so- 
laire une espèce de chaudière pouvant, dans un espace 
étroit, faire bouillir et même vaporiser assez vite au soleil 
un volume d'eau d'un ou deux litres au moins, c'est-à-dire 
un appareil capable de résoudre l'un des problèmes les plus 
difficiles que puisse offrir la branche d'applications qui 
nous occupe. Mais si cet appareil existe depuis longtemps 
déjà, comment s'expliquer l'indifférence avec laquelle on 
l'aurait accueilli dans les pays chauds, et que penser des 
essais de ce genre, sinon qu'ils ne sont pas faits pour en- 
trer dans le domaine de l'industrie ? A ces questions la ré- 
ponse est heureusement facile : c'est que jamais, sysluï ces 
dernières années, le problème dont il s'agit n'a été résolu 
ni d'une manière pratique, ni même par concentration 



— 220 — 

dans une enceinte vitrée, du moins à notre connaissance. 
Avonfihnous besoin de rappeler, en effets que de Saussure 
n a pas même essayé sur les Alpes de &ire bouillir Teau dans 
son héliothermomètre ; que Ducâlrla, moins réservé dans ses 
assertions, ne les appuie sur aucune expérience, et qu en- 
fin la cuisson de la viande dans le petit four de campagne 
de sir John Herschel était loin d exiger la même somme de 
chaleur que la vaporisation d un égal poids d*eau? Aucun 
de ces appareils d ailleurs ne pouvait ainsi, que nous Ta- 
vous fait voir, donner une solution satisfaisante du pro- 
blème. Si, d*un autœ côté, Tchirnhausen parvint à fidre 
bouillir de Teau dans un vase de terre placé au foyer de 
son grand miroir sphérique, les détails de l'expérience 
prouvent que le volume du liquide était peu considérable^ 
comme il convient dans les essais au miroir ardent ; au 
reste ce grand physicien songeait si peu à tirer de là quel- 
que application pratique qu'il renonça bientôt même à 
l'emploi des réflecteurs pour ne s'occuper que des effets 
curieux produits par les lentilles. Donc, avant nos ess^s, 
le problème de la vaporisation de l'eau par l'effet des 
rayons solaires n'avait pas encore reçu de solution pra- 
tique. Inutile d'ajouter que si nous insistons sur ce point, 
c'est uniquement parce qu'il importe de mettre dans tout 
son jour un fait qui intéresse à un si haut degré l'avenir 
de certaines contrées. 

Quant aux appareils qui nous ont servi pour obtenir ces 
résultats décisifs, loin de les croire parfaits, nous sommes 
les premiers à reconnaître qu'il est possible de les modi- 
fier avantageusement sous tous les rapports, et nous ne 
doutons pas que l'industrie ne parvienne, une fois leur 
utilité reconnue, non-seulement à leur donner une forme 



— 221 — 

plus commode , mais encore à les livrer à bas prix. 

Ainsi, pour n en citer qu'un seul exemple, la marmite 
solaire de la figure 19, bien qu'étant assez simple^ peut 
néanmoins recevoir la disposition suivante qui semble de- 
voir être plus avantageuse : 

Un miroir sphérique de médiocre étendue est fixé par 




Fig. 35. 

un genou i coquilles à Tune des branches du support qui 
doit soutenir la chaudière. Ce miroir peut donc être &ci- 
lement dirigé vers le soleil et maintenu dans une position 
qui lui permette de recevoir d'à plomb la chaleur inci- 
dente. Â l'autre branche du support est fixée par une vis 
une tige mobile qui supporte la chaudière et permet de 
l'installer au foyer même du miroir. Quant à la chaudière 
elle-même, elle est formée d'un vase de verre ou de cristal 



- 222 - 

surmonté de son couvercle et d*un autre vase noirci à 1 ex- 
térieur et dont les bords reposent sur ceux du premier. 

Comme on voit, les principaux avantages de cette dis- 
position sont : premièrement, de faciliter Torientation de 
l'appareil , qui pourra servir, ainsi modifié, dans tous les 
climats, et, en second lieu, de donner une forme plus 
convenable au miroir qui, n'ayant plus besoin d offrir 
autant de surface qu'un réflecteur cylindrique, coûtera 
nécessairement moins cher. Nous n'avons pas besoin de 
rappeler d'ailleurs que, si dans nos essais, nous nous som- 
mes servi de miroirs en plaqué d'argent, c'était en vue 
d'obtenir les meilleurs résultats possibles, mais que dans 
la pratique on pourra sans inconvénient recourir à l'emploi 
d'un métal moins précieux : car nous avons même constaté 
déjà qu'un réflecteur cylindro-parabolique en laiton mal 
poli^ d'un demi-màtre carré d'ouverture, suffisait pour 
produire une ébuUition très-vive dans un volume d'eau de 
cinq litres. 

Il ne nous reste plus maintenant qu'à faire connaître, 
en peu de mots, d'après les renseignements qui nous sont 
parvenus à ce sujet, quelques-unes des applications 
probables de la chaleur solaire dans les - régions inter- 
tropicales. 

Inutile d'insister d'abord sur les avantages que présente 
l'emploi direct de cette source calorifique au point de vue 
de la cuisson des viandes, des légumes et du pain. Ces 
avantages sont trop évidents quand il s'agit des pays favo- 
risés du soleil où le combustible fait défaut. Disons seule- 
ment que quelques appareils, peut-être trop oubliés de nos 
jours, tels que le caléfacteur de Lemarre, n'exigeraient 
que bien peu de modifications pour cuire les aliments au 



- 223 — 

soleil aussi bien qu'avec le charbon. Les réflecteurs eux- 
mêmes pourraient être formés de petits miroirs plans, 
s'ouvrir et se fermer comme un éventail ; rien n'empêche- 
rait d'ailleurs de disposer à cet effet l'intérieur d'un caisson 
pour une expédition dans le désert. En un mot, il semble 
possible de procurer sans trop de frais à nos soldats 
d'Afrique une petite batterie de cuisine, simple, portative, 
et qui n'exigeant pas de combustible pour la cuisson des 
aliments pourrait leur être d'un grand secours dans les 
sables du Sahara aussi bien que dans les neiges de 
l'Atlas. 

Aux besoins de l'alimentation viennent souvent s'en 
ajouter d'autres que l'hygiène impose sous un cieltorride. 
C'est ainsi que, dans notre colonie de Cochinchine, à 
Saigon par exemple, l'eau doit être soumise à Tébullition 
pour devenir potable. Quelle économie de combustible ne 
réaliserait-on pas en utilisant pour cet objet l'ardente cha- 
leur du climat ? Le filtrage des eaux ne laisse pas non 
plus que d'être fort utile dans la plupart des régions équa- 
toriales ; mais la pompe solaire de Salomon de Gaus se 
transformerait sans peine en un filtre automoteur s'em- 
plissant la nuit et versant le jour une eau limpide. Le 
même appareil servirait encore à rafraîchir lair durant 
les moments les plus chauds de la journée en alimentant 
des jets d*eau dans les appartements. Enfin, il n'est pas 
jusqu'à l'appareil Carré qui ne puisse fonctionner au soleil, 
puisqu'on n'y porte jamais la dissolution d'ammoniac à 
plus de 150 degrés. Ainsi, malgré ce qu'une pareille asser- 
tion présente au premier abord de paradoxal, il est possi- 
ble d'utiliser les rayons solaires même pour produire la 
glace SI nécessaire aux habitants des pays chauds ! 



— 224 — 

La conservation des aliments, des boissons et des grains 
forme une autre branche d^industrie où femploi direct de 
la chaleur solaire est appelé à rendre d'utiles services. 

Si, par exemple, lun des procédés les plus rationnels de 
conservation dos grains, letuvage entre 50 et 70 degrés 
pour détruire les insectes et leurs œufs tout en laissant 
au blé sa faculté germinative, n*a pas mieux réussi jusqu'à 
ce jour, c'est qu'il est très-difficile avec le combustible or- 
dinaire de maintenir entre de pareilles limites la tempéra- 
ture de l'étuve. Mais en serait-il de même de réchauffe- 
ment au soleil d'un grand silo métallique protégé par une 
enceinte vitrée et susceptible de tourner sur lui-même ? 
Tout porte à croire que là serait au contraire la solution 
la plus simple et la moins coûteuse du problème. 

Le chauffage des vins au bain-marie ne devant avoir lieu 
qu'entre 40** et 70** serait encore un effet de l'insolation 
facile à réaliser. Enfin, comment ne pas augurer favora- 
blement de l'emploi de la chaleur solaire pour la conserva- 
tion des viandes, des légumes et des fruits, si l'on observe 
que cette branche d'application récente n'exige guère que 
l'ébuUition de l'eau naturelle ou salée, et que d'ailleurs les 
pays où elle est surtout appelée à prospérer sont précisé- 
ment ceux que le soleil favorise le plus. 

il est une foule d'industries que l'usage des récepteurs 
solaires serait de nature à propager dans les pays chauds 
où elles n'ont pu se développer jusqu'à présent faute de 
combustible. Telles sont, par exemple, celles qui ne de- 
mandant pas un degré de chaleur fort élevé, ont pour but 
d'utiliser les débris organiques, de préparer la gélatine, la 
colle-forte, de fondre les graisses ; de fabriquer la bougie, 
les savons,... etc. Qu'on n'aille pas croire au surplus que 



- 225 ~ 

les générateurs solaires excluent Temploi simultané du 
combustible, et ne permettent par conséquent ni de pro- 
duire des effets calorifiques intenses, ni de prolonger jus- 
qu'au lendemain une opération commencée peùdant le 
jour. Rien n'empêche, en effet, de combiner ces appareils 
avec le mode de chauffage ordinaire. Quoi de plus facile, 
par exemple, que de munir d'une cheminée et de chauffer 
intérieurement avec du bois ou de la houille une chaudière 
annulaire dont la surface extérieure seule éprouverait les 
effets de l'insolation? Il semble mâme qu'on puisse ob- 
tenir de la sorte au soleil, sans aucune dépense de com- 
bustible, des résultats exigeant la production d'une tem- 
pérature élevée^ tels que la fabrication du noir animal et 
du charbon de bois en vase clos. Personne n'ignore, en 
effets que les gaz inflammables qui se dégagent en pareil 
cas des os ou du bois finissent par fournir en brûlant la 
chaleur nécessaire à l'opération, en sorte qu'on n a guère 
besoin d allumer le feu que pour mettre cette dernière en 
train. Or^ les rayons solaires ne suffiraient-ils pas ici pour 
amener le dégagement des gaz inflammables? L'expé- 
rience seule peut donner la réponse à cette question. 

S'il est permis de fonder de grandes espérances sur la- 
doption des récepteurs solaires dans les colonies, c'est 
particulièrement pour la distillation des alcools et des es- 
sences, et pour l'évaporation des liqueurs salines ou su- 
crées. Il n'est donc pas inutile d'entrer dans quelques dé- 
tails à ce sujet. 

La distillation des matières alcooliques n'a pas seulement 
pour but d'extraire l'alcool du vin, des mélasses, des 
grains ou de la fécule ; elle fournit encore des résidus qui 
servent soit à la nourriture du bétail soit comme engrais. 

15 



- 22$ - 

On ae peut trop souhaiter par conséquent de voir les dis- 
tilleries agricoles se propager dans le midi et devenir aussi 
nombreuses que dans rAUemagne du Nord, par exemple, 
où il n'est pas de ferme importante qui ne possède un 
alambic. Il est à présumer d'ailleurs que lemploi direct 
des rayons solaires ne contribuera pas médiocrement à ce 
progrès, puisqu'un réflecteur cylindrique d un demi-mètre 
carré d'ouverture suffit, comftie on l'a vu, pour distiller, 
rapidement quelques litres de vin, et qu'en outre le li- 
quide, à cause de la régularité avec laquelle il s'échauffe, 
transmet à Teau-de-vie son arôme sans lui communiquer 
de mauvais goût. Ajoutons que tous les appareils de dis- 
tillation^ depuis les plus simples, tels que l'érorateur 
Kessler, jusqu'aux alambics à distillation continue géné- 
ralement adoptés dans le midi, sont susceptibles de fonc- 
tionner économiquement au soleil, car le seul changement 
qu'ils exigent en pareil cas est la transformation de la chau- 
dière en un générateur solaire d'une étendue convenable. 
Nous en dirons autant des alambics employés pour l'ex- 
traction des huiles essentielles : ils se prêteront même 
d'autant mieux à la modification dont il s'agit, qu'ils ont 
besoin d'une grande sur&ce de chauffe pour donner des 
résultats satisfaisants. Enfin, dans les petites distilleries 
nomades qui parcourent les montagnes de la Provence, lés 
appareils solaires rendront d'autant plus de services que 
l'ardeur du soleil augmente, comme on sait, à mesure 
qu'on s'élève dans l'atmosphère. 

Depuis le siècle dernier, les procéda d'extraction du sel 
se sont notablement perfectionnés en même temps que 
s'est accrue l'importance de cet objet de consommation. 
Néanmoins, il semble qu'il y ait encore de grands progrès 



- 227 - 

à réaliser, grâce à la conœntration des rayons solaires, 
daos une branche d'industrie qui a su tirer si bien parti 
de cette spurce calorifique. C'est, en effet, principalement 
à cause de Tinsolation que les marais salants peuvent four- 
nir les 1,000 kil. de sel au prix minime de 6 fr. à 25 fr. 
suivant les localités et Tétat de latmosphère, tandis que 
Tévaporation produite dans cette circonstance coûterait 
234 ff. avec de la houille à 30 fr. la tonne. Mais, comme 
la secgi^^ opération serait beaucoup plus rapide que la 
première, il reste à savoir s'il n est pas possible de trouver 
un moyen terme entre ces deux extrêmes, et si lemploi 
des récepteurs solaires ne permettrait pas d'extraire le sel 
de Teau de mer très-rapidement et à peu de frais : c'est 
donc une expérience à tenter. On sait aussi qu'une sur- 
face d'un mètre carré de fagots dans les bâtiments de gra- 
duation donne en 12 heures une évaporation de 30 kil. 
d'eau, ce qui répond à une consommation de 22 calories 
par minute. Un réflecteur de deux mètres carrés recueil- 
lant dans les pays chauds au moins 30 calories par minute 
pourrait donc rendre les mêmes services; mais, quelle 
économie dans la substitution d'un appareil sdiaire aux 
bâtiments de graduation ainsi qu'à l'attirail de leurs pom- 
pes mues par des roues hydrauliques I II y a plus, l'emploi 
direct de la chaleur solaire supprimerait la dépense néces- 
saire pour extraire le sel des liqueurs concentrées, puisque, 
dût-on n'opérer à la fois que sur des masses liquides peu 
considérables, comme cela se pratique dans rAvranchin, 
rien n'empêcherait d'effectuer le schiotage et le salinage au 
soleil. C'est encore là par conséquent une question à étudier 
Parmi les industries qui semblent spécialement appelées 
à profiter des applications de la chaleur solaire, n'oublions 



- 228 ~ 
pas de citer la febrication du sucre de cannes ; car, les su- 
creries coloniales auront par là le moyen non-seulement 
de suppléer au combustible, mais encore de perfectionner 
leurs procédés d extraction qui seraient, à ce qu'il semble, 
assez défectueux. S'il est vrai, par exemple, qu'après avoir 
obtenu par écrasement le vesou, c'est-à-dire le suc de la 
canne, on ne prenne pas la précaution de l'évaporer à une 
température moindre que 100^, pour éviter autant que 
possible la formation des mélasses, et qu'on le fasse rapi- 
dement bouillir à l'air libre en brûlant à cet effet les ba- 
gasses ou débris de cannes qui contiennent encore 25 ou 
30 pour cent de sucre, on ne saurait nier l'économie que 
procurerait l'introduction d'un récepteur solaire dans les 
opérations de ce genre^ puisqu'elle permettrait à la fois 
d'éviter la perte des bagasses et de régler convenablement 
l'évaporation du vesou. Disons de plus que, pour le raf- 
finage du sucre, la concentration des rayons solaires serait 
encore d'un utile secours, et que rien ne prouve au reste 
qu'on ne puisse appliquer ce mode de chauffage économi- 
que même aux grands appareils perfectionnés, tels que 
les chaudières à cuire dans le vide , qui depuis quelque 
temps commencent à se répandre dans les colonies. 

On le voit donc, il n'est peut-être pas d'industrie néces- 
sitant de vastes réservoirs d'eau chaude, une évaporation 
rapide, des distillations régulières opérées sur une grande 
échelle, qui ne doive attendre du soleil, dans les régions 
intertropicales, des services signalés. Qui sait même si, 
comme le proposait Buffon, il ne serait pas possible d'em- 
ployer cette source de chaleur à calciner le gypse, la 
pierre à chaux, à réduire certains minerais, etc. ? Car 
î'écueil redouté du grand naturaliste dans les essais 



- 229- 

de ce genre était le refroidissement à Tair libre des corps 
placés au foyer de son miroir. Mais il est facile, comme 
on Ta vu, d'éviter cet écueil en plaçant les matières à cal- 
ciner sous une cage de verre, ou mieux dans un réservoir 
métallique noirci protégé par cette cage. C'est ainsi, par 
exemple, qu on pourrait procéder pour Textraction du 
soufre, pour son épuration, pour la préparation de Tadde 
sulfurique et autres opérations semblables. Remarquons 
aussi qu en installant un creuset réfractaire muni d'une 
cloison vitrée au foyer d'un grand miroir sphérique, à peu 
près comme le montre la figure 35, on obtiendrait sans 
peine au soleil la fusion de la plupart des métaux, sinon de 
tous, ce qui pourrait être d'une grande utilité dans les 
pays où le combustible manque. Mais il serait superflu 
d'entrer dans de plus longs détails à cet égard. Achevons 
donc notre tâche en disant quelques mots des applications 
mécaniques de la chaleur solaire. 

Il est une question qui, dans les pays favorisés du so- 
leil, l'emporte sur toutes les autres par son importance! 
c'est celle de l'aménagement des eaux pour conserver aux 
terres le degré d'humidité qui leur convient. Aussi, dès la 
plus haute antiquité les peuples agriculteurs ont-ils accom- 
pli de grands travaux sous ce rapport ; et si les moyens 
mécaniques dont ils pouvaient disposer ne leur ont pas 
toujours permis de dassécher les terrains marécageux, afin 
de les rendre à la culture, et de tarir dans leur source les 
émanations pestilentielles , ils ont su du moins, comme 
nous l'apprend si bien M. Barrai, procéder sur une vaste 
échelle à l'arrosement des terres. 

Cl Un grand nombre de réservoirs, dit le savant agro- 
nome, étaient distribués le long du cours supérieur du 



- 2âo ~ 

Nil. Llnde, la Perse, l'Assyrie, la Palestine^ la Chine, l'A- 
rabie présentent des restes admirables d'immenses travaux 
accomplis pour recueillir les eaux et les répartir en arro- 
sages destinés à fertiliser le sol où florissaient les plus an- 
tiques civilisations. Qui ne connaît les noms du lac Mœris, 
des réservoirs de Memphis, de Méroë, de Cophtos, d*Her- 
montis ? Des centaines de millions de mètres cubes étaient 
emprisonnés dans des bassins qui occupaient des vallées 
entières et qui étaient reliés par des canaux se ramifiant 
en mille artères pour 'porter en tous sens la fécondité. » 
Malheureusement à ce tableau de l'ancienne puissance des 
|)opulalions de l'Orient, M. Barrai est bien forcé d'opposer 
le contraste de leur décadence actuelle et d'ajouter : « Ces 
monuments merveilleux, de la plus haute utilité publique, 
légués à la postérité, servent encore à entretenir la vie 
dans des régions où la barbarie semble avoir posé le pied 
pour bien des siècles encore, si la vapeur, l'électricité, les 
chemins de fer, de nouvelles découvertes plus étonnantes 
peut-être que nous réserve l'avenir, ne donnent pas aux 
peuples d'Occident la puissance de vaincre l'apathie et 
l'inertie des peuples d'Orient. » 

Hâtons-nous de rappeler cependant que, selon toute 
probabilité, le mal signalé par M. Barrai n'est pas telle- 
ment grave qu'on doive en chercher bien loin le remède. 
Comme nous l'avons déjà dit, ce qui manque à des con- 
trées, autrefois si prospères, pour sortir de leurs ruines, 
ce n'est pas seulement de la force, c'est avant tout de la 
force à bas prix. Les bras suffiraient, à la rigueur, pour 
cette œuvre de régénération, s'ils étaient plus nombreux ; 
malheureusement ils font partout défaut. Que reste-t-il 
donc? Le soleil I c'est-à-dire un puissant foyer tout prêt à 



— 231 - 

fournir sa chaleur par les applications mécaniques. Avons- 
nous besoin d'insister, d'ailleurs, sur la simplicité du 
récepteur solaire que nous proposons? Une chaudière, à 
vapeur ordinaire, une enceinte vitrée pour la protéger 
contre le refix>idissement, un réflecteur métallique pour y 
concentrer les rayons du soleil, tel est Tappareil dans son 
ensemble. Le calcul fixej en moyenne, à 8 mètres carrés 
l'étendue de la surface réfléchissante pour une machine 
d'un cheval. Doublons ce nombre, afin de tenir compte, 
en les exagérant, des pertes de chaleur^ et nous arrivons 
à 16 mètres carrés, c'est-à-dire à la cinquième partie de la 
surface totale des ailes d'un moulin à vent. Il est très- 
probable, au reste, que 9 ou 10 mètres carrés suffiront : 
dans ce cas, le prix du réflecteur en plaqué d'argent serait 
de neuf cents à mille francs. 

Ainsi tout porte à croire qu'il est possible d'installer, 
dans certains pays, sur les bords des cours d'eau, des 
appareils hydrauliques n'ayant besoin pour fonctionner à 
la vapeur ni de combustible ni d'une grande surface 
d'insolation. Qu'on réfléchisse un instant aux avantages 
qui peuvent résulter pour l'Egypte, par exemple, d'une 
pareille innovation, et l'on conviendra facilement qu'elle 
vaut au moins la peine d'être tentée. Au lieu des pau- 
vres fellahs à demi plongés dans le Nil, dont ils puisent 
l'eau sous un soleil ardent pour la répandre dans les 
terres, au lieu des norias primitives mues par les chevaux 
ou les bœufs, des machines à vapeur, convenablement 
espacées sur les bords du fleuve, pourvoieraient en grande 
abondance à l'arrosage, et permettraient ainsi de rendre à 
l'agriculture des forces capables d'y trouver un meilleur 
emploi. Qu'on ne s'y trompe pas d'ailleurs, les moteurs 



— 232 - 
solaires n auraient pas uniquement pour objet de rivaliser, 
avec les anciens travaux d'irrigation du pays ; leur sphère 
d'activité n ayant pas d autres bornes que celles des ap- 
plications mécaniques de la chaleur, ils entraîneraient à 
leur suite la légion des machines industrielles ou agri- 
coles. En un mot, les applications mécaniques de la cha- 
leur solaire occasionneraient peut-être dans les pays 
chauds une révolution complète; et qui pourrait prévoir 
les conséquences de Timpression profondes qu'elles ne 
manqueraient pas de produire sur lesprit des populations 
indigènes? On se rappelle avec quels transports d'enthou- 
siasme les Arabes saluaient, il y a peu d'années, l'inaugu- 
ration des puits artésiens dans le Sahara, que diraient-ils 
donc en voyant l'industrie s'installer dans leurs déserts 
avec tout l'arsenal de ses pacifiques moyens de conquête? 
Il n'a été question jusqu'ici que de la machine à 
vapeur; mais les considérations qui précèdent peuvent 
évidemment s'appliquer aux nouveaux moteurs de 
MM. Frot, Laubereau, etc. Rappelons même que le but de 
ces appareils étant de transformer aussi complètement 
que possible la chaleur en travail, le succès ne saurait en 
être que favorable à l'emploi mécanique des rayons du 
soleil. Au reste rien ne prouve que la machine à vapeur 
ne soit pas également susceptible de notables perfectionne- 
ments. Nous ne pouvons même nous empêcher de faire à 
ce propos une dernière remarque. Il semble que le ren- 
dement de la machine à vapeur solaire doive s'accroître à 
mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère, puisqu'alors le 
point d'ébullition des Uquides s'abaisse en même temps 
que l'ardeur du soleil augmente et que le refroidissement 
de l'air favorise la condensation des vapeurs. Qui sait, par 



- 233 - 

conséquent, si les aéronautes ne devront pas un joiir à 
toutes ces circonstances réunies la solution du problème 
qu'ils affrontent avec tant de persévérance et de cou- 
rage? 

Mais c'est assez insister sur de pareilles vues. Mieux 
que des conjectures ou même que des considérations 
théoriques , nous avons apporté des faits à l'appui de la 
cause que nous essayons de plaider dans cet ouvrage, et 
nous croyons que ces faits sont de nature à intéresser 
l'industrie. Nous ne douions pas, d'ailleurs, que des essais 
aussi nouveaux ne soulèvent contre eux beaucoup d'ob- 
jections. Mais quelle est l'innovation sérieuse qui n'a pas 
rencontré, dès le début, des résistances à vaincre ou des 
préventions à combattre? Et combien de fois n'a-t-on pas 
vu l'expérience écarter brusquement les objections les 
plus spécieuses pour frayer au progrès des <^emins ré- 
putés impossibles? C'est donc à l'expérience que nous en 
appellerons constamment, puisque, aussi bien, en matière 
d'applications usuelles, il n'appartient qu'à elle seule de 
prononcer en dernier ressort. 



FIN. 



TABLE DES SOMMAIRES 



chapitrb premier. 

Le soleil est une source calorifique des plus intenses; preuve 
expérimentale. — Rôle de la chaleur solaire à la surface du 
globe; elle y entretient le mouvement et la vie, — Transfor- 
mation de la chaleur en travail; équivalent mécanique de la 
chaleur.— La chaleur solaire est la source des seuls travaux 
naturels que Thomme ait su jusqu'à présent recueillir.— Possi- 
bilité d'emmagasiner directement le travail de la chaleur solaire ; 
avantages qui doivent en résulter pour certaines contrées. — 
— Nouveau récepteur solaire; sur quels principes en est fondée 
la théorie; moyen facile et peu coûteux de produire assez vite 
au soleil une température élevée sur une surface de chauffe in- 
définie. — Plan de l'ouvrage 1 



CHAPITRE II. 

De Tusage des vitres chez les anciens. — Concentration de la cha- 
leur solaire dans une enceinte vitrée. -— Les Arabes se ser- 
vaient de vases de verre pour opérer certaines distillations 
au soleil. — Expériences de de Saussure, de. Ducarla. — La cha- 
leur du soleil est» comme sa lumière, formée d'une infinité de 
rayons d'espèces différentes. — - Les lames incolores de verre se 
comportent avec la chaleur comme les vitraux colorés avec la 
lumière; expériences qui ont conduit à ces conclusions. — Ré- 
sultats des observatioQs de Melloni et de eir John Herschel. — 
— Influence sur la transmission calorifique de la nature de la 



y 



— 236 - 

substance, de Tépaisseur des plaques, de la source de cha* 
leur, etc.— Outre les rayons lumineux et calorifiques, le spectre 
solaire renferme des rayons chimiques • IS 



CHAPITRB ni. 

Intensité de la chaleur solaire à la surface du sol; résultat dei 
observations de de Saussure, de Flaugergues, de sir John Hers- 
chel et de Pouiliet. — Influence de la sécheresse, de Thumi- 
dité de Tair et des épaisseurs atmosphériques sur l'ardeur 
du soleil.— L'intensité de la radiation solaire à midi est la même 
en hiver qu'en été. — Elle est très-grande à la cime des mon- 
tagnes, bien que l'air y reste froid; expériences de de Saussure 
à ce sujet. — Les régions équatoriales où l'ardeur du soleil est 
excessive sont celles où l'air est le plus sec. — Travail que peut 
produire la chaleur solaire reçue par une surface d'un mètre 
carré en une minute à la latitude de Paris 4Î 



CHAPITRB IV. 



Réflexion de la lumière et de la chaleur.— Propriétés des miroirs 
sphériques, cylindriques ou coniques. — Les glacés étamées 
ne réfléchissent pas aussi bien la chaleur que la lumière. 
— Les miroirs métalliques sont très-propres à réfléchir la cha- 
leur. — Le pouvoir réflecteur d'une surface métalhque polie 
dépend de la nature des rayons calorifiques. — Expériences de 
BIM. Laprovostaye et Desains. — Le plaqué d'argent réfléchit 
très-bien la chaleur solaire.— Métaux qu'on peut encore employer 
pour cet usage. — Avantages et inconvénients des lentilles de 
verre. — Les réflecteurs métalliques sont de beaucoup irréfé- 
râbles aux lentilles pour les applications usuelles. ... 61 



CHAPITRE V. 



Sisttire des miroirs ardents. — Optique d'Buclide. — Miroirs 
d'Archimède. — Miroirs d'Anthémius de Tralles. -^ Travaux 



— 237 — 

des Arabes. — Histoire des miroirs ardents au moyen âge , 
à la Renaissance. ^ Expériences de Magini, de Kircher, de Vil- 
lette, de Dufay, de Buffon. — Sup^riorité^ des miroirs sur les 
lentilles, établie par rexpérience.— On ne doit pas s'en rappor* 
ter uniquement à la température quand il s*agit d'évaluer un effet 
calorifique. ^ Miroirs de Hœsen. — Moyen proposé par Ducarla 
pour préserver du refroidissement les corps placés au foyer d'un 
miroir ardent ; . . . 76 



CHAPITRE VI. 



Examen comparatif des appareils de de Saussure, de Ducarla, de 
iir John Herschel. — Nouveau récepteur solaire; ses appli- 
cations. — Action de la chaleur solaire sur Fuir confiné; 
moyen d'emmagasiner les pressions qui en résultent. « Elévation 
des eaux par le moyen du soleil; jets d'eau. — Autres effrita de 
l'insolation; ébullition de l'eau. — MaroHte solaire; cuisson des 
viandes, des légumes. — Four solaire; cuisson du pain. « Distil- 
lation de l'eau-de-vie- — Cuisson des aliments à la vapeur. — 
Fusion des métaux. — Conséquences qui peuvent résulter de ces 
essais pour l'avenir de certaines contrées 107 



CHAPITRE VIL 



Histoire des applications mécaniques de la chaleur solaire jus- 
qu'au commencement de ce siècle. ^ Machine de Héron. — 
Procédé de Porta. — Pompe solaire de Salomon de Caus; 
moyens qu'il propose d'accroître l'intensité de la chaleur inci- 
dente. — Essais de Drebbel, de Robert Fludd.— - Horloge de Mar- 
tini.— Kircher construit diverses machines solaires; il reconnaît 
l'avantage d'enfermer l'air confiné dans une enceinte vitrée. — 
Milliet Dechales propose d'échauffer cette enceinte à l'aide de 
miroirs plans ou concaves. — Pompe solaire de Bélidor — De 
la Cliché propose d'employer l'appareil de Ducarla pour chauffer 
les machines à vapeur. — Oliver Evans se préoccupe également 
des applications mécaniques de la chaleur solaire. ... 139 



338 - 



CHAPITRE Vin. 



Examen de la fontaine continuelle de Salomon de Caus; dé- 
fauts qu'elle présente; moyens d'y remédier. — Pompe sQlaire 
de M. Oeliancourt — Nouvelle pompe solaire. — Machine de 
Gagniard-Latour; on peut la transformer en un moteur solaire. 
Emploi direct des rayons du soleil pour le chauffage des ma- 
chines à vapeur; expériences tentées à ce sujet. — De la meil- 
leure disposition à donner aux générateurs solaires. — Machines 
à air chaud ; celle de M. Laubereau paraît devoir fonctionner au 
soleil dans d'excellentes conditions. — Machines à ammoniaque 
de M. Frot; avenir probable de cette invention. — Essais récents 
d'Ericsson 174 

Conclusion 211 




Tours. — Imprimerie Mazereau. 



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